Elemento químico · metal de transición
Zinc
Se usa para galvanizar el acero y es esencial para el sistema inmunológico.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 30
- Peso atómico
- 65.38
- Grupo
- 12
- Periodo
- 4
- Estado
- sólido
- Bloque
- D
- Valencia
- +2
- Tipo
- metal de transición
Qué es el zinc
El zinc (Zn) es el elemento número 30, un metal de transición azulado y el cuarto más utilizado del mundo, tras el hierro, el aluminio y el cobre. Su función estrella es proteger: el galvanizado recubre el acero con una capa de zinc que se «sacrifica» oxidándose en su lugar, evitando que el hierro se herrumbre. Aleado con cobre forma el latón, conocido desde la antigüedad. En biología es esencial: interviene en más de 300 enzimas humanas y es clave para el sistema inmunitario, de modo que su déficit retrasa la cicatrización.
Para qué sirve el zinc
Galvanización
El zinc se utiliza para galvanizar el acero, un proceso que recubre el metal con una capa de zinc para protegerlo de la corrosión. Este uso es fundamental en la industria automotriz y de la construcción, donde la durabilidad de los materiales es crucial.
Aditivo alimentario
El zinc es un micronutriente esencial en la dieta humana. Se añade a alimentos y suplementos para prevenir deficiencias que pueden afectar al crecimiento, el sistema inmunológico y la reparación de tejidos.
Baterías
El zinc se emplea en la fabricación de baterías, como las pilas alcalinas y las de zinc-aire. Estas baterías son comunes en dispositivos portátiles debido a su capacidad de almacenamiento de energía y su bajo coste.
Aleaciones
El zinc se utiliza en aleaciones como el latón, que combina zinc y cobre. Estas aleaciones son apreciadas por su resistencia a la corrosión y su facilidad para ser moldeadas, siendo usadas en instrumentos musicales y accesorios decorativos.
Cosmética
El óxido de zinc es un ingrediente común en productos cosméticos y protectores solares. Ofrece protección contra los rayos UV y tiene propiedades calmantes para la piel.
Datos del zinc
- Número atómico (Z)
- 30
- Peso atómico relativo
- 65,38
- Punto de fusión
- 419,53 °C
- Punto de ebullición
- 907 °C
- Densidad
- 7,14 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,65
- Radio atómico
- 134 pm
- Energía de 1ª ionización
- 906,4 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- no forma anión estable
- Dureza (Mohs)
- 2,5
- Estructura cristalina
- hexagonal compacta (HCP)
- Color / aspecto
- blanco azulado mate, brillo plateado cuando recién pulido
- Origen del nombre
- del alemán «Zink», posiblemente del persa «sang» (piedra) o «zinke» (punta, por la forma de los cristales)
- Descubrimiento
- 1746 · Andreas Sigismund Marggraf (aislamiento sistemático); conocido como aleación con cobre (latón) desde la antigüedad (Alemania)
El peso atómico relativo no lleva unidades. El valor mostrado está redondeado para consulta; algunos elementos presentan un intervalo según su composición isotópica. Consulta los valores y notas de CIAAW.
Propiedades del zinc
Propiedades físicas
El zinc es un metal de color gris azulado, con una densidad de aproximadamente 7.14 g/cm³. Tiene un punto de fusión de 419.5 °C y un punto de ebullición de 907 °C. Es un buen conductor de la electricidad y es maleable, lo que facilita su uso en diversas aplicaciones industriales.
Propiedades químicas
Químicamente, el zinc es moderadamente reactivo. Reacciona con ácidos diluidos, liberando hidrógeno, y forma compuestos principalmente en el estado de oxidación +2. Es capaz de combinarse con oxígeno y otros no metales, y es relativamente estable al aire, aunque puede corroerse en ambientes húmedos.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del zinc es:
[Ar] 3d¹⁰ 4s²
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²
Esta configuración corresponde al átomo neutro, con 30 electrones. Las reglas de Aufbau, Hund y Pauli ayudan a interpretarla, aunque el orden de llenado simplificado tiene excepciones. Los electrones de valencia participan en el enlace; en los metales de transición también pueden intervenir electrones de subniveles d de un nivel interior.
Estados de oxidación y valencias del zinc
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +2 | ZnO, ZnCl₂, ZnSO₄, Zn(NO₃)₂, Zn₃(PO₄)₂ | único en condiciones normales |
Si lo que necesitas es formular, en la página de la valencia del zinc está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del zinc
El zinc fue reconocido como un metal distinto en el siglo XVI, aunque se ha utilizado desde la antigüedad en forma de aleaciones como el latón. Andreas Sigismund Marggraf, un químico alemán, fue el primero en aislar el zinc en 1746 mediante la calcinación de calamina con carbón. El nombre 'zinc' proviene del alemán 'Zink', que se refiere a su aspecto dentado o puntiagudo tras la fundición.
Cómo se obtiene el zinc
El zinc se obtiene principalmente de la blenda o esfalerita (ZnS), su mena más importante. El proceso clásico (pirometalurgia) tuesta el sulfuro a óxido (2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂) y reduce con carbono (ZnO + C → Zn + CO) a >1.000 °C, condensando el vapor de Zn. Hoy domina la hidrometalurgia: tostación, lixiviación con H₂SO₄ para obtener ZnSO₄, purificación con polvo de Zn (cementación) y electrólisis para depositar Zn metálico al 99,99 %. El SO₂ del tostado se aprovecha para producir H₂SO₄. China, Perú, Australia y EE.UU. concentran la producción mundial (~13 Mt/año).
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| ZnO | Óxido de zinc | Utilizado en protectores solares y productos de cuidado de la piel por sus propiedades protectoras y calmantes. |
| ZnCl2 | Cloruro de zinc | Empleado en la industria química como fundente y en la fabricación de pilas secas. |
| ZnS | Sulfuro de zinc | Usado en la fabricación de pigmentos y en pantallas de rayos X. |
| ZnSO4 | Sulfato de zinc | Se utiliza como suplemento dietético y en tratamientos agrícolas para corregir deficiencias de zinc en el suelo. |
| ZnBr2 | Bromuro de zinc | Aplicado en la industria fotográfica y como reactivo químico. |
Dónde se encuentra el zinc
El zinc es el 24º elemento más abundante en la corteza terrestre. Se encuentra principalmente en minerales como la esfalerita (sulfuro de zinc). También está presente en pequeñas cantidades en el suelo y en el agua. En los seres vivos, el zinc es un oligoelemento esencial, presente en todas las células y tejidos.
Isótopos del zinc
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Zn-64 | 63,92914 u | 49,17 % | estable |
| Zn-66 | 65,92603 u | 27,73 % | estable |
| Zn-67 | 66,92713 u | 4,04 % | estable |
| Zn-68 | 67,92484 u | 18,45 % | estable |
| Zn-70 | 69,92532 u | 0,61 % | estable |
| Zn-65 | 64,92924 u | — | 243,8 días |
Curiosidades sobre el zinc
-
El zinc es el segundo metal más abundante en el cuerpo humano después del hierro, y es esencial para más de 300 enzimas que regulan diversas funciones biológicas.
-
En la antigua India, el zinc se extraía y utilizaba para fabricar latón desde el siglo IX a.C., mucho antes de que se reconociera como un metal en Europa.
-
El zinc es reciclable al 100% sin pérdida de propiedades, lo que lo convierte en un material sostenible para diversas aplicaciones industriales.
El zinc en la tabla periódica
- Tipo: metal de transición.
- Grupo: grupo 12 (metales de transición).
- Periodo: 4.
- Bloque: D (el último electrón se aloja en un orbital de tipo d).
- Valencia principal: +2.
Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 4.
Diferencias entre zinc y cobre
Zinc y cobre son vecinos directos en la tabla periódica (Z=30 y 29), ambos del bloque d pero con comportamientos muy distintos. El cobre es rojo-anaranjado, blando y excelente conductor eléctrico y térmico, con valencias +1 y +2; el zinc es blanco-azulado, más duro y peor conductor, con valencia única +2. La gran asociación entre ambos es el latón (Cu-Zn), una aleación clásica usada desde la antigüedad para instrumentos, casquillos y arte. En galvanizado, el zinc protege al hierro/acero porque se oxida preferentemente (ánodo de sacrificio), comportamiento opuesto al del cobre, que ennoblece pero no protege catódicamente.
Consulta también la ficha completa del cobre (Cu).
Otros elementos del grupo 12 (metales de transición)
Otros elementos del periodo 4
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Errores frecuentes en exámenes (EBAU / ESO)
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⚠Dar al zinc valencias distintas de +2.
El zinc tiene una única valencia: +2 en condiciones normales. Aunque está en el bloque d, su configuración [Ar] 3d¹⁰ 4s² es tan estable que solo cede los dos electrones 4s. No es realmente un metal de transición típico (la IUPAC ya no lo clasifica como tal porque su subnivel d está lleno).
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⚠Confundir zinc (Zn) con estaño (Sn).
Zinc (Zn, Z=30) es un metal del grupo 12, periodo 4, blanco-azulado. Estaño (Sn, Z=50) es un metal del grupo 14, periodo 5, plateado. Ambos se usan para recubrir hierro: el zinc lo galvaniza, el estaño hace la hojalata. Pero son elementos distintos con químicas distintas.
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⚠Pensar que el latón es solo Cu y Zn al 50 %.
El latón es una aleación Cu-Zn con composiciones variables: latón amarillo común (~67 % Cu + ~33 % Zn), latón rojo (~85 % Cu), latón naval (60 % Cu + 39 % Zn + 1 % Sn). Las propiedades (color, dureza, resistencia a la corrosión) varían con la proporción. No hay una única «receta».
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⚠Asumir que el galvanizado es solo recubrir con zinc puro.
El galvanizado protege al acero por dos mecanismos: (1) barrera física (la capa de Zn impide el contacto con el aire) y (2) protección catódica: aunque la capa de Zn se raye, el Zn se oxida preferentemente al hierro (más electropositivo) y actúa como ánodo de sacrificio. Por eso la chapa galvanizada no se herrumbra incluso con arañazos.