锌（Zinc）是一种化学元素，它的化学符号是$$\mathrm{Zn,}$$它的原子序数是30，在化学元素周期表中位于第4周期、第ⅡB族。锌是一种浅灰色的过渡金属，也是第四"常见"的金属。在现代工业中，锌是电池制造上不可替代、相当重要的金属。此外，锌也是人体必需的微量元素之一，起着极其重要的作用。
基本信息
锌，它的名称“zinc”来源于拉丁文Zincum，意思是“白色薄层”或“白色沉积物”。化学符号是Zn，它的原子序数是30，原子量为65.38。锌是一种银白色略带淡蓝色金属，密度为7.14g/cm$^3$，熔点为419.5℃。在室温下，性较脆；100～150℃时，变软；超过200℃后，又变干。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌剧烈氧化。
锌在空气中很难燃烧，在氧气中发出强烈白光。锌表面有一层氧化锌，燃烧时冒出白烟，白色烟雾的主要成分是氧化锌，不仅阻隔锌燃烧，会折射焰色形成惨白光芒。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高，但金属锌熔点却很低，所以在酒精灯上加热锌片，锌片熔化变软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域。
锌的性质
锌是一种蓝白色金属。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌在自然界中，多以硫化物状态存在。主要含锌矿物是闪锌矿。也有少量氧化矿，如菱锌矿，如菱锌矿和异极矿。
原子结构
原子半径 (计算值) : 135 (142) pm
共价半径: $131 \mathrm{pm}$
范德华半径: $139 \mathrm{pm}$
电子层: K-L-M-N
原子核外电子排布: $2 ， 8 ， 18 ， 2$
电子排布式: [Ar]3d $^{10}4 s^2$
核电荷数： 30
其它属性
常见的含有锌的合金：马口铁――镀锡薄钢板；黄铜—锌和铜的合金，早被古人利用。黄铜的生产可能是冶金学上最早的 偶然发现之一。
体积: $9.16 \times 10^{-6} \mathrm{~m}^3 / \mathrm{mol}$
声速: $3700 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ (293.15K)
电负性： 1.65 (鲍林标度)
比热容：390J/ $(\mathrm{kg} \cdot \mathrm{K})$
电导率: $16.6 \times 10^6 /(\mathrm{m} \cdot \Omega)$
热导率: $116 \mathrm{~W} /(\mathrm{m} \cdot \mathrm{K})$
莫氏硬度：2.5
汽化热: $115.3 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$
熔化热: $7.322 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$
蒸气压: 192.2Pa (692.73K)
锌的化学性质与铝相似，所以，通常可以由铝的性质，推断锌的化学性质（两性）。
①单质锌，即可与酸反应，又可与碱反应。
②氧化锌和氢氧化锌，既可溶于酸，又可溶于碱。
单质锌
$$\begin{aligned}& 2 \mathrm{Zn}+\mathrm{O}_2=2 \mathrm{ZnO}(1273 \mathrm{~K}) \\& \mathrm{Zn}+2 \mathrm{NaOH}=\mathrm{Na}_2 \mathrm{ZnO}_2+\mathrm{H}_2 \uparrow \\& \mathrm{Zn}+\mathrm{X}_2=\mathrm{ZnX}_2(\mathrm{X}=\mathrm{F} 、 \mathrm{Cl} 、 \mathrm{Br} 、 \mathrm{I}) \text { (加热条件下) } \\& 3 \mathrm{Zn}+2 \mathrm{P}=\mathrm{Zn}_3 \mathrm{P}_2(873 \mathrm{~K}) \\& \mathrm{Zn}+\mathrm{S}=\mathrm{ZnS}(\text { 加热条件下) } \\& \mathrm{Zn}+4 \mathrm{NH}_3+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\left[\mathrm{Zn}\left(\mathrm{NH}_3\right)_4\right](\mathrm{OH})_2+\mathrm{H}_2 \uparrow \\& \mathrm{Zn}+2 \mathrm{HCl}=\mathrm{ZnCl}_2+\mathrm{H}_2 \uparrow \\& \mathrm{Zn}+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4(\text { 浓 })=\mathrm{ZnSO}_4+\mathrm{SO}_2 \uparrow+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& \mathrm{Zn}+\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4 \text { (稀) }=\mathrm{ZnSO}_4+\mathrm{H}_2 \uparrow\end{aligned}$$
氢氧化锌
$$\begin{aligned}& \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2+2 \mathrm{H}^{+}=\mathrm{Zn}^{2+}+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2+2 \mathrm{OH}^{-}=\left[\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_4\right]^{2-} \\& \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2+4 \mathrm{NH}_3 \bullet \mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\left(\mathrm{Zn}\left(\mathrm{NH}_3\right)_4\right)^{2+}+2 \mathrm{OH}^{-}+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2=\mathrm{ZnO}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& {\left[\mathrm{Zn}\left(\mathrm{NH}_3\right)_4\right]^{2+}+2 \mathrm{OH}^{-}=\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2+4 \mathrm{NH}_3 \uparrow}\end{aligned}$$
氯化锌
$$\begin{aligned}& \mathrm{ZnO}+2 \mathrm{HCl}=\mathrm{ZnCl}_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& \mathrm{ZnCl}_2+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\mathrm{Zn}(\mathrm{OH}) \mathrm{Cl}+2 \mathrm{HCl} \text { (加热条件下) } \\& \mathrm{ZnCl}_2+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\mathrm{H}_2\left[\mathrm{ZnCl}_2(\mathrm{OH})_2\right] \\& \mathrm{FeO}+\mathrm{H}_2\left[\mathrm{ZnCl}_2(\mathrm{OH})_2\right]=\mathrm{Fe}\left[\mathrm{ZnCl}_2(\mathrm{OH})\right]_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& \mathrm{Zn}+\mathrm{CuCl}_2=\mathrm{ZnCl}_2+\mathrm{Cu}\end{aligned}$$
硫化锌
$$\begin{aligned}& 2 \mathrm{ZnO}+2 \mathrm{~S}=2 \mathrm{ZnS}+\mathrm{O}_2 \uparrow \\& \mathrm{Zn}^{2+}+\left(\mathrm{NH}_4\right)_2 \mathrm{~S}==\mathrm{ZnS}+2 \mathrm{NH}^{4+} \\& \mathrm{ZnSO}_4+\mathrm{BaS}=\mathrm{ZnS}+\mathrm{BaSO}_4 \\& \mathrm{Zn}^{2+}+\mathrm{H}_2 \mathrm{S}=\mathrm{ZnS}+2 \mathrm{H}^{+}\end{aligned}$$
硝酸锌
$$\begin{aligned}& \mathrm{Zn}+4 \mathrm{HNO}_3(\text { 浓 })=\mathrm{Zn}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2+\mathrm{NO}_2 \uparrow+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& 3 \mathrm{Zn}+8 \mathrm{HNO}_3(\text { 较浓 })=3 \mathrm{Zn}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2+2 \mathrm{NO} \uparrow+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& 4 \mathrm{Zn}+10 \mathrm{HNO}_3(\text { 稀 })=4 \mathrm{Zn}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2+\mathrm{N}_2 \mathrm{O} \uparrow+5 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\& 4 \mathrm{Zn}+10 \mathrm{HNO}_3(\text { 极稀 })=4 \mathrm{Zn}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2+\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}\end{aligned}$$
锌的配合物
$$\begin{aligned}& {\left[\mathrm{Zn}\left(\mathrm{NH}_3\right)_4\right]^{2+}} \\& {\left[\mathrm{Zn}(\mathrm{CN})_4\right]^{2-}}\end{aligned}$$
世界上锌的全部消费中大约有一半用于镀锌，约10%用于黄铜和青铜，不到10%用于锌基合金，约7.5%用于化学制品，约13%用于制造干电池，以锌饼、锌板形式出现。国际铅锌研究组预测，2004年全球锌消费量会比2003年的985万t增长4.8%，2005年将再增长4.3%，预计2005年中国将占世界锌消费总量的四分之一，它的消费增长的部分原因是镀锌钢用量的增长。相比之下，美国可能只占全球锌需求的十分之一。
1
镀锌有优良的抗大气腐蚀性能，在常温下表面易生成一层保护膜，因此锌最大的用途是用于镀锌工业。被主要用于钢材和钢结构件的表面镀层（如镀锌板），广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业。21世纪后西方国家开始尝试直接用锌合金板做屋顶覆盖材料，其使用年限可长达120-140年，而且可回收再用，而用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10年。21世纪后，钢带热浸镀锌量有显著增长。电镀锌也有使用，但该法一般用于较薄的镀层和不同的表面光洁度。使用含锌粉的涂料是涂层的另一种方法；对于与水连续接触的物体，如用于船舶、桥梁和近海油气井架的大的钢构件，只须和大的锌块连接，便可得到保护，不过锌块要定期更换。
2
锌合金用于汽车制造和机械行业。锌具有适用的机械性能。锌本身的强度和硬度不高，但加入铝、铜等合金元素后，其强度和硬度均大为提高，犹其是锌铜钛合金的出现，其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平，其抗蠕变性能也大幅度被提高。因此，锌铜钛合金已被广泛应用于小五金生产中。主要为压铸件，用于汽车、建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。许多锌合金的加工性能都比较优良，道次加工率可达60%-80%。中压性能优越，可进行深拉延，并具有自润滑性，延长了模具寿命，可用钎焊或电阻焊或电弧焊（需在氦气中）进行焊接，表面可进行电镀、涂漆处理，切削加工性能良好。在一定条件下具有优越性。一般用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照相制板和胶印印刷板等。
3
锌可以用来制作电池。例如：锌锰电池以及锌空气蓄电池。
锌锰电池：锌作为负极活性物质，兼作电池的容器和负极引电体，是决定电池贮存性能的主要材料。在锌片中含有少量的镉和铅。镉能增强锌的强度，铅能改进锌的延展加工性能。镉与铅均能提高氢在锌电极上的过电位，减少锌电极的自放电，减缓锌片的腐蚀和氢气的释放。锌片中若含有Cu、Fe、Ni等，将降低H2在锌电极上析出的过电位，加速电池在贮存过程中的自放电，因此这些有害杂质必须严格控制。
锌空气蓄电池：锌空气电池又称锌氧电池，是金属空气电池的一种。锌空气电池比能理论值是1350W·h/kg，最新的电池比能量已达到了230Wh/kg，几乎是铅酸电池的8倍。可见锌空气电池的发展空间非常大。锌空气电池一般采取抽换锌电极的办法进行“机械式充电”。更换电极的时间在几分钟即可完成。换上新的锌电极，“充电”时间极短，非常方便。如此种电池得到发展，省去了充电站等社会保障设施的兴建。锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买，对普及此电池电动车十分有利。这种电池具有体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠。只是锌电极在电解还原过程中，比较耗能，每吨氧化锌还原成锌需要消耗2500度电，所以用在电动汽车上，成本较高。试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍，不甚理想。但5倍于铅酸电池的电荷量已引起了世人的关注，美国、墨西哥，新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用，也是一极有前途的电动车用电池。
此外，锌具有良好的抗电磁场性能。锌的导电率是标准电工铜的29%，锌板是一种非常有效的屏蔽材料，同时由于锌是非磁性的，适合做仪器仪表零件的材料及仪表壳体及钱币，同时，锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花，适合作井下防爆器材。广泛用于橡胶 、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业。锌具有适宜的化学性能。锌可与NH4CI发生作用，放出H+正离子。锌-二氧化锰电池正是利用锌的这个特点，用锌合金做电池的外壳，既是电池电解质的容器，又参加电池反应构成电池的阳极。它的这一性能也被广泛地应用于医药行业。锌与酸或强碱都能发生反应，放出氢气。锌肥（硫酸锌、氯化锌）有促进植物细胞呼吸、碳水化合物的代谢等作用。锌粉、锌钡白、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。
