主题：【资料】元素周期表-锌

理化常数
　　
相对原子量

　　相对原子量65.409
　　
原子半径

　　原子半径（计算值） 135（142）pm
　　共价半径 131 pm
　　范德华半径 139 pm
　　
含量(ppm)

　　元素在太阳中的含量：2
　　元素在海水中的含量：0.00005（微量元素）
　　地壳中含量：75（微量元素）
　　
晶体结构

　　六角形
　　电子在每能级的排布
　　2，8，18，2
　　
氧化态

　　主氧化态：+2
　　其它：+1
　　
电离能 (kJ/ mol)

　　M - M+ 906.4
　　M+ - M2+ 1733.3
　　M2+ - M3+ 3832.6
　　M3+ - M4+ 5730
　　M4+ - M5+ 7970
　　M5+ - M6+ 10400
　　M6+ - M7+ 12900
　　M7+ - M8+ 16800
　　M8+ - M9+ 19600
　　M9+ - M10+ 23000

晶胞参数

　　a = 266.49 pm
　　b = 266.49 pm
　　c = 494.68 pm
　　α = 90°
　　β = 90°
　　γ = 120°
　　
最稳定的同位素

　　同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
　　MeV 衰变产物
　　64Zn 48.6 % 稳定
　　65Zn 人造 244.26天 电子捕获 1.352 65Cu
　　66Zn 27.9 % 稳定
　　67Zn 4.1 % 稳定
　　68Zn 18.8 % 稳定
　　72Zn 人造 46.5小时 β衰变 0.458 72Ga
　　
其它

　　摩尔体积 9.16×10-6m3/mol
　　声速 3700 m/s（293.15K）
　　电负性 1.65（鲍林标度）
　　比热容 390 J/(kg·K)
　　电导率 16.6×106/(米欧姆)
　　热导率 116 W/(m·K)
　　莫氏硬度：2.5
　　汽化热 115.3 kJ/mol
　　熔化热 7.322 kJ/mol
　　蒸气压 192.2 帕（692.73K）

化学性质
　　
单质

　　1273K
　　2Zn+O2=====2ZnO
　　加热
　　Zn+X2===ZnX2 (X=F、Cl、Br、I)
　　873K
　　3Zn+2P====Zn3P2
　　加热
　　Zn+S===ZnS
　　
氢氧化锌

　　Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+
　　Zn(OH)2+2H+== Zn2++H2O
　　Zn(OH)2+2OH-==[ Zn(OH)4]2-
　　Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2+ +2H2O
　　Zn(OH)2==ZnO+H2O
　　[Zn(NH3)4]2+ +2OH-== Zn(OH)2+4NH3 ↑
　　
氯化锌

　　ZnO+2HCl==ZnCl2+H2O
　　加热
　　ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl
　　ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2]
　　FeO+ H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O
　　Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
　　
硫化锌

　　2ZnO+2S==2ZnS+O2
　　Zn2++(NH4)S==ZnS+2NH4+
　　ZnSO4+BaS==ZnS. BaSO4
　　Zn2++H2S==ZnS+2H+
　　
锌的配合物

　　(a)[Zn(NH3)4]2+
　　(b) [Zn(CN)4]2-

主要用途
　　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。通过在熔融金属槽中热浸镀需要保护的材料和制品，锌可用于防蚀。对金属制品，可分批镀锌；对轧制钢带卷，可连续镀锌。近年来，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。压铸是锌的另一个重要应用领域，它用于汽车、建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。锌也常和铝制成合金，以获得强度高、延展性好的铸件。在制成薄板时（一般是用连铸连轧法生产薄板），锌还常和少量铜和钛制成合金，以获得必需的抗蠕变性能。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。
　　由于锌在常温下表面易生成一层保护膜，所以锌最大的用途是用于镀锌工业。锌能和许多有色金属形成合金，其中锌与铝、铜等组成的合金，广泛用于压铸件。锌与铜、锡、铅组成的黄铜，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。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。

制取方法
　　将铁闪锌矿或闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用炭还原即得；或用硫酸浸出成硫酸锌后，再用电解法将锌沉积出来。
环境影响
　　
健康危害

　　侵入途径：吸入、食入。
　　从锌诖痿味、口渴、胸部紧束感、干咳、头痛、头晕、高热、寒战等。粉尘对眼有刺激性。口服刺激胃肠道。长期反复接触对皮肤有刺激性
营养性锌缺乏病
　　营养性锌缺乏病又称锌缺乏症，是由于摄入不足，需要量增加，膳食锌生物利用率低所致。锌是人体六大酶类、200 种金属酶的组成成份或辅酶，对全身代谢起广泛作用。锌主要含于肉类与谷物中。缺锌时，以食欲减退、生长迟缓、异食癖和皮炎为突出表现，多发生于＜6 岁的小儿。
　　
毒理学资料及环境行为

　　迁移转化：天然水中的锌以可溶的络合物状态存在。天然水中的锌还要向底质沉积物迁移转化。锌可与天然水中的粘土矿物缔合，被吸附在日格中成为吸着离子，吸持的形式为Zn2+、ZnOH+及ZnCl+。此时锌随同粘土矿物沉积迁移到底质中。锌还可形成化学沉淀物向底质迁移。含锌废水排放到天然水体中后，在碱性环境生成Zn(OH)2絮状沉积物迁移到底质中。Zn2+与S2-有很的亲合力，也可形成溶度积极小的ZnS沉积到底质中。测定结果表明，底质沉积物中含锌范围为45～2221ppm，平均110ppn，是水体中锌含量的10,000倍。水生动植物有很强的吸收锌的能力，致使水中的锌向生物体内迁移。
　　一般说来，水生动植物体内锌的浓度可比水相中锌的浓度高出1000～100,000倍。因此凤眼莲、菹草、金鱼草、浮萍有希望作污水中锌的净化植物。土壤中锌的迁移性取决于土壤的pH值。锌在酸性土壤中容易发生迁移。当土壤为酸性时，被粘土矿物吸附的锌易于解脱，土壤中不溶的氢氧化锌可和酸作用，转变成可溶的Zn2+状态，土壤中锌以Zn2+为主，容易淋失迁移或被植物吸收，因此，缺锌现象常常在酸性土壤中存在。
　　锌浓度为2mg/L时，水有异味，浓度为5mg/L时水呈乳浊状。
　　对生物降解的影响：水中浓度1-3mg/L时，废水的生物处理受抑制。
　　危险特性：具有强还原性。与水、酸类或碱金属氢氧化物接触能放出易燃的氢气。与氧化剂、硫黄反应会引起燃烧或爆炸。粉末与空气能形成爆炸性混合物，易被明火点燃引起爆炸，潮湿粉尘在空气中易自行发热燃烧。
　　燃烧(分解)产物：氧化锌。

锌的合金
　　
黄铜

　　锌和铜的合金——黄铜，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。
　　锌 (Zinc)
其它
　　硫酸锌 (Zinc Sulfate)
　　葡萄糖酸锌 (Zinc Gluconate)
　　作用与应用：锌对人体的免疫功能起着调节作用，锌能维持男性的正常生理机能，促进儿童的正常发育，促进溃疡的愈合。常用于厌食、营养不良、生长缓慢的儿童，还可治疗脱发、皮疹、口腔溃疡、胃炎等。
　　用法用量：口服硫酸锌片每日量一般为200～300mg，分2～3次服，或者每日200mg，连服4天。
　　口服葡萄糖酸锌在体内解离为锌离子和葡萄糖，口服吸收效果比硫酸锌好，日用量是硫酸锌的三分之一。
　　成人口服每次3～6片，每日2次。
　　小儿服用每公斤体重3.5～14mg，每日2～3次。
　　【副作用】
　　常见为消化道反应，恶心、呕吐、腹泻等。
　　【注意事项】
　　不宜空腹或与牛奶同服，长期服用要定期测血锌，以防服用过量而影响铜、铁离子的代谢。
　　锌是人体中不可缺少的元素，发挥着重要作用。成人体内有锌约2—2.5g。其中眼、毛发、骨骼、男性生殖器官等组织中最高；肾、肝、肌肉中中等。人体血液中的锌有75—85%在红细胞里，3—5%在白细胞中，其余在血浆中。
　　锌主要在小肠吸收，平均每天从膳食中摄入约15 mg，吸收率为20—30%。锌的吸收率会受食物中植酸和钙的影响，因锌可与其生成不易溶解的复合物。纤维素也会影响锌的吸收。
　　锌主要通过胰脏外分泌排出，另有小部分随尿排出。汗中一般每升含锌1mg，大量出汗时，一天随汗丢失的锌可达4 mg。

锌有着重要的生理功能，人们进行了大量的研究：
　　1．是人体中100多种酶的组成部分。这些酶在组织呼吸和蛋白质、脂肪、糖、核酸等代谢中起重要作用。
　　2．锌是DNA聚合酶的必需组成部分，缺新时蛋白质合成障碍。可导致侏儒症、损伤组织愈合困难、胎儿发育受影响。
　　3．锌参加唾液蛋白构成，锌缺乏可导致味觉迟钝，食欲减退。
　　4．锌参加维生素A还原酶和视黄醇结合蛋白的合成。
　　5．促进性器官正常发育保持正常的性功能。缺锌导致性成熟迟缓，性器官发育不全，性功能降低，精子减少，月经不正常。
　　6．保护皮肤健康。缺锌时皮肤粗糙、干燥、上皮角化和食道类角化；伤口愈合缓慢，易受感染。
　　7．维护免疫功能。根据锌在DNA合成中的作用，缺锌时导致免疫细胞增殖减少，胸腺活力降低。由于锌在抗氧化生化酶中的作用，缺锌导致细胞表面受体发生变化。
　　8.其他功能：锌有助于清除体内胆固醇，防治动脉粥样硬化症；锌有助于抑制癌症的发生等。
　　锌的吸收与代谢
　　锌主要在小肠被主动吸收，其一部分通过肠黏膜细胞转运到血浆，同白蛋白以及α-巨球蛋白结合，或与氨基酸和其他配价基结合后分布于各器官，另一部分则储存在黏膜细胞内缓慢释放。镉、铜、钙、亚铁离子、植酸和膳食纤维会干扰锌的吸收。促进吸收因素包括维生素D3、内源性白细胞调节剂（LEM）、前列腺素E2，一些氨基酸和蛋氨酸（甲硫氨酸）、组氨酸、半胱氨酸，还原性谷胱甘肽、枸橼酸盐、吡啶羧酸盐等。粪是锌排泄的主要途径，一部分锌与组氨酸形成复合物从尿液中排出。
　　好的富含锌的食物来源包括：肝脏、贝壳类鱼、牡蛎、瘦肉、罐装鱼、硬奶酪、粗营养食物、坚果、蛋和豆类。蔬菜含有较小量的锌，并且也含有混合成分如肌醇六磷酸和草酸盐，而这两种成分能捆绑住锌，使其不能被身体充分吸收。谷物中的锌被发现主要存在于胚芽和麦麸这样的包裹物中，所以提纯和加工提炼会使食物的外层包裹物丧失殆尽，因而存在于其中的大量的锌就会丧失，只有少量的锌被保留下来。因此锌的总量减少。例如，提纯过的面粉将失去77％的锌，提纯过的大米会损失83％的锌，并且谷类的精加工会使原天然的未加工的粗糙谷物平均丧失80％的锌。谷物精加工的益处是，它们的肌醇六磷酸含量降低了，而肌醇六磷酸是限制锌被身体吸收的物质。所以更多的锌实际上从加工过的面包和谷物里披身体吸收了。

锌与代谢
　　成人体内含锌约2～3g，存在于所有组织中，3～5%在白细胞中，其余在血浆中。血液中的锌浓度全血约为900μg·100ml-1,红细胞约为1400μg·100ml-1，白细胞含锌量约为红细胞的25倍，血浆和血清中的锌浓度约为100～140μg%（血清锌稍高于血浆锌，约高出5～15μg·100ml-1）。
　　头发含锌量约为125～250μg·g-1，其量可反映人体锌的营养状况。陈志祥曾报告上海和南京成年男性发锌含量分别为179±38μg·g-1和197±μg·g-1，成年女性发锌含量分别为191±47μg·g-1和209±62μg·g-1。
　　锌主要在小肠内吸收，先来自胰脏的一种小分子量的能与锌结合的配结合的配体结合，进入小肠粘膜，然后和血浆中的白蛋白或运铁蛋白结合，随血流进入门脉循环。
　　人们平均每天从膳食中摄入约10～15mg的锌，吸收率一般为20～30%。
　　锌的吸收率可因食物中的含磷化合物植酸而下降，因植酸与锌生成不易溶解的植酸锌复合物而降低锌的吸收率。植酸锌还可与钙进一步生成更不易溶解的植酸锌的-钙复合物，使锌的吸收率进一步下降。
　　纤维素亦可影响锌的吸收，植物性食物锌的吸收率低于动物性食物，这与其含有维生素和植酸有关。
　　锌的吸收率还部分地决定于锌的营养状况。体内锌缺乏时，吸收率增高。
　　吸收的锌，经代谢后主要通过胰脏的分泌而由肠道排出，只有小部分（每天约0.5mg）糖尿排出，其量比较稳定，显然不受年龄、性别、摄入量和尿量的影响。
　　汗中亦含有锌，一般约为1mg·L-1，在无明显出汗时，每天随汗丢失的锌量很少，但在大量出汗时，据测定一天随汗丢失的锌可高达4mg。
　　大鼠的研究表明，锌与铁相反，体内储备不易动员。因此，特别需要有规律的外源补充，尤其是在生长期。

锌的生理功用

　　　（1）参加人体内许多金属酶的组成　锌是人机体中200多种酶的组成部分，在按功能划分的六大酶类（氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类）中，每一类中均有含锌酶。人体内重要的含锌酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它们在组织呼吸以及蛋白质、脂肪、糖和核酸等的代谢中有重要作用。
　　催化CO2+H2O→H2CO3反应的碳酸酐酶以足够的速率消除CO2而维持生命。因此，这种酶可使人免于CO2中毒，没有这种酶就不能以足够的速率消除CO2而维持生命。因此，这种酶对于CO2输送的重要性有如红细胞对氧的输送。在人体红细胞中，每mol的碳酸酐酶都含有1g原子的锌。已证明在正常的病理条件下，红细胞中锌的含量与碳酸酐酶活力之间存在相关。
　　来自胰液的羧肽酶A和B，每mol蛋白质都含有1g原子的锌，锌原子对这些酶的催化作用是必需的。在试管内羧肽酶的锌可被其它金属如钴、锰、镍、铁、镉、汞和铅所取代，结果显著改变了催化作用和基质的特异性。羧肽酶A和B两者均随胰液进入肠道，参加蛋白质水解。
　　其它含锌酶，如碱性磷酸酶，乳酸脱氢酶、丙酮酸羧化酶、苹果酸脱氢酶在蛋白质、脂肪、糖的代谢中都有重要的作用。
　　（2）促进机体的生长发育和组织再生　锌是调节基因表达即调节DNA复制、转译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分，因此，缺锌动物的突出的症状是生长、蛋白质合成、DNA和RNA代谢等发生障碍。在人体，缺锌儿童的生长发生到严重影响而出现缺锌性侏儒症。不论成人或儿童缺锌都能使创伤的组织愈合困难。锌不仅对于蛋白质和核酸的合成而且对于细胞的生长、分裂和分化的各个过程都是必需的。因此，锌对于正处于生长发育旺盛期的婴儿、儿童和青少年，对于组织创伤的患者，是更加重要的营养素。
　　锌对于胎儿的生长发育很重要。妊娠期间甚至短时期缺锌，也可使大鼠的后代发生先天性畸形。包括骨骼、大脑、心脏、眼、胃肠道和肺。胎儿的死亡率也增加。
　　（3）促进食欲　动物和人缺锌时，出现食欲缺乏。口服组氨酸以造成人工缺锌时（组氨酸可夺取体内结合于白蛋白的锌，使之从尿中排出，引起体内缺锌），也可引起食欲显著减退。这都证明锌维持正常食欲中的作用。
　　（4）锌缺乏对味觉系统有不良的影响，导致味觉迟钝。锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用。
　　（5）促进性器官和性机能的正常　缺锌大鼠前列腺和精囊发育不全，精子之减少，给锌后可使之恢复。已发生睾丸退变者则不能恢复。在人体，缺锌使性成熟推迟，性器官发育不全，性机能降低，精子减少，第二性征发育不全，月经不正常或停止，如及时给锌治疗。这些症状都好转或消失。
　　（6）保护皮肤健康　动物和人都可因缺锌而影响皮肤健康，出现皮肤粗糙、干燥等现象。在组织学上可见上皮角化和食道的类角化（这可能部分地与硫和粘多糖代谢异常有关，在缺锌动物身上已发现了这种代谢异常）。这时皮肤创伤治愈变慢，对感染的易感性增加。
　　（7）参加免疫功能过程　锌在保持免疫反应中的作用近些年来已引起注意。根据它在DNA合成中的作用，推测它在参加包括免疫反应细胞在内的细胞复制中起着重要作用。缺锌动物的胸腺萎缩，胸腺和脾脏重量减轻。人和动物缺锌时T细胞功能受损，引起细胞介导免疫改变，使免疫力降低。同时缺锌还可能使有免疫力的细胞增殖减少，胸腺因子活性降低，DNA合成减少，细胞表面受体发生变化。因此，机体缺锌可削弱免疫机制，降低抵抗力，使机体易受细菌感染。1978年在牙买加的一次研究提示，锌缺乏是蛋白质-能量营养不良婴儿免疫力缺乏的原因。

锌的需要量和来源

　　　人体对于锌的需要量因生理条件而异，妊娠、授乳和生长均可使需要量增加。这可从上述锌的生理功用中得到解释。同时，人体对于锌的需要量也因膳食组成而异，膳食中谷类食物所占的比率较高时，锌的供应量也要求增加。因谷类食物的植酸和纤维素可减低锌的吸收率。
　　现在还不知道最适于健康和生长的精确的最小锌的需要，但作参考数字，WHO于1977年推荐了临时的锌供给量标准如下：（按每人每天计）婴儿及儿童0～12个月6mg，1～10岁8mg；男性11～17岁14mg，18岁以上11mg，女性10～13岁13mg，14岁以上11mg。妊娠妇女15mg，授乳妇女27mg。这一标准是按锌的可利用率为20%提出的。美国也根据锌平衡研究的结果，于1980年初步推荐了如下的每日锌供给量：婴儿0～0.5mg，孕妇加5mg，乳母加10mg。并指出在这一标准中，锌的摄入量应来自含有足够动物蛋白的平衡膳食。我国营养学会1988年10月修订的每日膳食中营养素供给量已包括锌的数字，与述美国所提出的量相同，仅孕妇与乳母均加5mg。
　　锌的来源广泛，普遍存于各种食物，但动植物性食物之间，锌的含量和吸收利用率很大差别。动物性食物含锌丰富且吸收率高。据报告每公斤食物含锌量，如牡蛎、鲱鱼都在1000mg以上，肉类、肝脏、蛋类则在20～50mg之间。我国预防医学科学院营养与食品卫生研究所编著的“食物成分表”已列出我国部分食物的锌含量，每公斤含锌在30mg以上的有大白菜、黄豆、白萝卜；含锌在10～30mg之间的有稻米（糙）、小麦、小麦面、小米、玉米、玉米面、高梁面、扁豆、马铃薯、胡萝卜、紫皮萝卜、蔓菁、萝卜缨、南瓜、匣子；含锌不足10mg的有甜薯干。
　　7．5．4　锌缺乏和锌中毒
　　（1）锌缺乏　儿童发生慢性锌缺乏病时，主要表现为生长停滞。青少年除生长停滞外，还会人性成熟推迟、性器官发育不全、第二性征发育不全等。如果锌缺乏症发生于孕妇，可以不同程度地影响胎儿的生长发育，以致引起胎儿的种种畸形。不论儿童或成人缺锌，均可引起味觉减退及食欲不振，出现异食癖。例如发生于伊朗的缺锌性侏儒症中，常见有食土癖。严重缺锌时，即使肝脏中有一定量维生素A储备，亦可出现暗适应能力降低。锌缺乏病一般不有皮肤干燥糙等症状，在急性锌缺乏病中，主要表现为皮肤损害和秃发病，也有发生腹泻、嗜眠闰、抑郁症和眼的损害。