锌

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锌   ₃₀Zn

氫（非金屬） 氦（惰性氣體） 鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體） 鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體） 鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體） 銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體） 銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體） 鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體） - ↑ 锌 ↓ 镉 铜 ← 锌 → 镓
外觀
银灰色
概況
名稱·符號·序數	锌（zinc）·Zn·30
元素類別	过渡金属 或者被认为是贫金属
族·週期·區	12 ·4·d
標準原子質量	65.38(2)
电子排布	[氩] 3d10 4s2 2, 8, 18, 2 锌的电子層（2, 8, 18, 2）
歷史
發現	古印度冶金学家（约西元前1000年）
分離	马格拉夫（1746年）
物理性質
物態	固态
密度	（接近室温） 7.14 g·cm−3
熔点時液體密度	6.57 g·cm−3
熔点	692.68 K，419.53 °C，787.15 °F
沸點	1180 K，907 °C，1665 °F
熔化热	7.32 kJ·mol−1
汽化热	123.6 kJ·mol−1
比熱容	25.470 J·mol−1·K−1
蒸氣壓 壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 溫/K 610 670 750 852 990 1179
原子性質
氧化态	+2, +1, 0 （两性氧化物）
电负性	1.65（鲍林标度）
电离能	第一：906.4 kJ·mol−1 第二：1733.3 kJ·mol−1 第三：3833 kJ·mol−1 （更多）
原子半径	134 pm
共价半径	122±4 pm
范德华半径	139 pm
雜項
晶体结构	六方密堆积
磁序	抗磁性
電阻率	（20 °C）59.0 n Ω·m
熱導率	116 W·m−1·K−1
膨脹係數	（25 °C）30.2 µm·m−1·K−1
聲速（細棒）	（室溫）(细棒) 3850 m·s−1
杨氏模量	108 GPa
剪切模量	43 GPa
体积模量	70 GPa
泊松比	0.25
莫氏硬度	2.5
布氏硬度	412 MPa
CAS号	7440-66-6
最穩定同位素
主条目：锌的同位素 同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變 方式 能量（MeV） 產物 64Zn 48.6% >2.3×1018 年 β+β+ 1.096 64Ni 65Zn 人造 243.8 天 ε 1.3519 65Cu γ 1.1155 - 66Zn 27.9% 穩定，帶36個中子 67Zn 4.1% 穩定，帶37個中子 68Zn 18.8% 穩定，帶38個中子 69Zn 人造 56 分 β− 0.906 69Ga 69mZn 人造 13.76 小时 β− 0.906 69Ga 70Zn 0.6% >1.3×1016 年 β−β− 0.998 70Ge 71Zn 人造 2.4 分 β− 2.82 71Ga 71mZn 人造 3.97 天 β− 2.82 71Ga 72Zn 人造 46.5 小时 β− 0.458 72Ga

鋅（拼音：xīn；英语：Zinc），是一种化学元素，其化学符号为Zn，原子序数为30，原子量为7001653800000000000♠65.38 u，属于过渡金属；鋅由于形、色类似鉛，故也称为亚鉛，古称倭鉛。鋅在常溫下为硬脆物质，且带有蓝银色光泽。鋅为元素周期表第十二族中的第一个元素。在某些方面，鋅的化学性质与鎂相似：两者皆呈现单一氧化态 (+2)，且Zn²⁺和Mg²⁺离子大小相似。鋅为地殼中含量第二十四多的元素，有五个稳定的同位素。最常见的含鋅矿石为閃鋅矿，是鋅硫化物。最大可开采的矿脉位于澳洲、亚洲及美国。鋅矿物利用泡沫浮选法精煉，并经过焙燒和电（解提）煉。

黃铜为依各种比例混合的铜及鋅的合金，早在西元三千年前的爱琴海、伊拉克、阿拉伯联合酋长国、卡尔梅克共和国、土库曼斯坦及格鲁吉亚，和西元两千年前的印度西部、乌茲别克斯坦、伊朗、叙利亚、 伊拉克及以色列/巴勒斯坦就已经被人们利用. 。儘管人们在古代罗马跟希腊时就知道鋅金属，但直到十二世纪时才在印度被大规模生产。藉由拉賈斯坦邦的矿物我们获得确切的证据，将鋅的生产回溯至西元前六世纪。迄今，最古老的纯鋅来自拉賈斯坦邦的扎瓦尔，早在西元九世纪时便利用蒸餾法来生产纯鋅了。煉金术士在空气中燃燒鋅，用来产生氧化鋅，他们称之为“白雪”。

此元素可能是由煉金术士帕拉塞尔苏斯经德语：Zinke（叉、牙齿之意）所命名。纯金属鋅在1746年被德国化学家马格拉夫发现。1800年时，路易吉·伽伐尼和亚历山德罗·伏打揭示了鋅的电化学性质。鋅最主要的应用为抗腐蝕的铁鍍鋅（热浸鍍鋅），在现代工业中对于碳锌电池制造上有不可磨灭的地位，最具代表性之用途为“鍍鋅铁板”，该技术被广泛用于汽车、电力、电子及建筑等各种产业中。其他应用在电池、小型非结构鑄件及合金像是黃铜等。人们在生活中普遍的使用各种鋅化合物，例如碳酸鋅和葡萄糖酸鋅（膳食补充剂）、氯化鋅（除臭剂）、吡硫鎓鋅（去屑洗髮精）、硫化鋅（螢光涂料），及有机实验室的二甲基鋅或二乙基鋅。

鋅为必需矿物质，包含产前生长及产后发育。发展中国家约有二十亿的人受到缺鋅症的影响，及其连带的疾病。若孩童缺乏鋅，将导致生长遲緩、性晚熟、免疫力下降及下痢。在生物化学中，鋅为酵素中广泛存在的辅酶，例如人体的乙醇脫氫酶。

食用过量鋅可能造成运动失调、精神萎靡和缺铜症。

性质

物理性质

锌是一种青白色、光亮、具有反磁性的金属，虽然一般用作商品的锌都经过加工，这些特性已不再鲜明。其密度比铁略小，呈六边形晶体结构。

在常温下锌是硬而易碎的，但在100至150°C下会变得有韧性。当温度超过210℃时，锌又重新变脆，可以用敲打来粉碎它。锌的电导率居中。在所有金属中，它的熔点（420℃）和沸点（900℃）相对较低。它的熔点是所有过渡金属中第三低的，仅次于镉和汞。

化学性质

与非金属反应

锌加热至225℃后氧化激烈，燃烧时呈绿色火焰，与氧气反应生成氧化锌：

2 Zn + O₂ → 2 ZnO

与卤素反应生成卤化锌：

Zn + X₂ → ZnX₂(X=F、Cl、Br、I)

与硫反应生成硫化锌：

Zn + S → ZnS

与水反应

锌与水蒸气反应生成氧化锌：

Zn + H₂O(g)→ ZnO + H₂

两性金属

与铝类似，锌也具有两性。锌能和强碱溶液生成四羟基合锌酸盐及氢气。

例如与氢氧化钠反应生成四羟基合锌酸钠：

Zn+2NaOH+2H₂O→ Na₂[Zn(OH)₄]+H_2↑

化合物

主分类：锌化合物

在锌化合物中，锌最常见的化合价是+2。

锌(II)

锌可以和所有阴离子形成化合物。如常见的ZnSO₄、ZnCl₂、Zn(NO₃)₂等，可溶性大的锌化合物都有很强的潮解性，如氯化锌、高氯酸锌等。锌的一些二元化合物（ZnSe、ZnTe等）在光电方面有着引人注目的特性。

在锌的化合物中，ZnO、Zn(OH)₂和ZnCO₃是难溶于水的。

锌(II)可以形成配合物，如[Zn(NH₃)₄]²⁺、[Zn(OH)₄]^2-、[Zn(CN)₄]^2-等。

锌(II)也有不少有机化合物，如二乙基锌。

历史

过去，鋅每磅（约454克）的价格约一美元，属于价格较低廉的金属。故美国政府用以鑄造1美分硬币（1 cent），但随着鋅的价格飞漲，反而出现造价超过錢币面值的的现象。

1美分硬币含有97.5%的鋅，表面再鍍上铜。然因鋅的价格飆漲，一枚硬币的造价已达至1.79美分，超过币值许多，更因亚洲的经济崛起，铜及鋅等需求大幅增加，价格持续上揚，情況严重至有人提议废除1美分硬币。

用途

鋅合金

加入其他元素组成的一种合金。根据加入的元素不同而分出不同的种类，可以形成不同种类的低温锌合金。许多合金都包含锌元素，比如黄铜就是锌和铜的合金。其它可与锌组成二元合金的金属包括铝、锑、银、锡、镁、钴、镍、碲、镉、铅、钛和钠。虽然锌和锆均非铁磁材料，它们的合金ZrZn₂ 却能在35 K时表现出铁磁性。

特性

1. 熔点低，在385℃熔化；
2. 流动性好；
3. 在大气中耐腐蚀；
4. 蠕变强度低，尺寸容易在自然时效下发生变化

锌合金类别

• 黃铜：机械性能和耐磨性能都很好；敲起来聲音獨特；
• 鋅鎘合金：流动性好、光面好，容易进行拋光、焊接等加工；
• 2号锌合金：机械性能最好；硬度要求达标；尺寸精度一般；
• 3号锌合金：流动性良好；机械性能良好；适合做玩具、灯具、装饰品等；应用最为广泛；
• 5号合金：流动性良好；机械性能良好；适合做汽车配件、机电配件等；
• 8号合金：良好的机械性；尺寸稳定性好；流动性较差；适合做元器件；
• Superloy：流动性最好；一般用作压铸薄壁；适合做电器元件以及盒体。

对人体的影响

人体含量和分布

人体含鋅的总量约佔体重的0.003%，相当于成人体内约有2公克鋅。90%的鋅都存在肌肉与骨骼中，其餘10%在血中扮演举足轻重的角色。

建议摄取量与食物来源

含鋅丰富的食物包括蚵与红蟳等海鲜、鹅肝与豬肝等内臟、牛腱等肉类、牛乳与起士等乳制品、洋菜、火麻仁、麦芽、南瓜籽、啤酒、栗子、蛋、芝麻、芥末、腰果、豆类等。在豆科植物和全谷类植物来源中发现的锌吸收效率较低，因为其他植物化合物抑制吸收。

鋅的参考摄取量（DRI）

年齡性别	美国摄取量（mg/day）
0-6个月	2
7-12个月	3
1-3歲	3
4-8歲	5
9-13歲	8
14-18歲	男11女9
19-50歲	男11女8
51歲以上	男11女8
孕妇14-18歲	12
孕妇19-50歲	11
乳妇14-18歲	13
乳妇19-50歲	12

生理功能

1. 维持免疫功能：人体鋅不足会出现淋巴球数量低落、血中免疫球蛋白降低、自然杀手細胞功能減弱、皮膚免疫测试反应降低等狀況，临床的结果就是肺炎、念珠球菌感染，甚至傷风感冒。
2. 生长与发育：促进生长、性器官的发育、傷口癒合、毛髮、指甲，以及口腔黏膜等多处位置的修补作用。
3. 运用在保养品：为控油类型的典型的成份。
4. 调节基因表现：许多蛋白质转录因子的分子中含有鋅指结构，负责与DNA结合，而改变基因的表现功能，是很重要的调控机制。
5. 酵素组成分：已知的含鋅酵素超过300多种，鋅位于催化中心，或稳定酶蛋白质的立体结构，失去鋅会使酵素失去活性。
6. 维持味觉功能与促进食欲。
7. 促进胰岛素分泌。
8. 增强记忆力。

吸收与排泄

鋅的最佳吸收部位是十二指肠。基本排泄途径是经消化道由糞便排出。肾臟具有调节功能，会将鋅离子进行再吸收。

鋅的吸收通道

hZTL1/ZnT5的结构、活性

SLC30A5可分成两个部分，较低分子量的hZTL1，以及重量较大的ZnT5。(ZnT-like transporter 1)

hZTL1在人体组织中较为含量较多，转译出的蛋白质有523个胺基酸，和老鼠的ZnT1有34%是相同的。 以拓樸学来預测其结构，在其序列上的N端到C端有十二个跨膜结构区。在C端的myc转译出的蛋白质可标定在极化的Caco-2(结肠上皮細胞)上，会回到原先的皮膜表层。

利用Xenopus laevis的卵母細胞进行表现实验时，hZTL1会调节Zn的吸收，而hZTL1调控对Zn的吸收在pH 5.5不如pH 7.6.时来得好。

早期的资料显示DMT1在Zn吸收中扮演重要的角色，可是这些资讯已在将Caco-2上的DMT1消去之后，卻不影响Zn吸收的实验中得到充分的反例，Zn不会跟Fe竞争DMT1，并且其活性与細胞膜电位无关。

人类小肠細胞中ZTL1的位置证实

在肠細胞Zn运输蛋白的相似細胞中，可区分为属于两大类别，SLC30跟SLC39，其中有两种蛋白质hZTL1(h;human)和hZIP4在小肠細胞摄取Zn的过程中扮演相当重要的角色。在ZTL1发现前，并沒有人在哺乳类細胞中看到有Zn通道的表现。

ZnT1透过免疫沉澱的方式在大鼠肠細胞边側的細胞膜上发现，并在人类小肠細胞Caso-2中获得证实。

ZIP1一开始被认为是用来吸收小肠内Zn的transporter，K562 cell細胞膜定位的实验推翻了这点，绿色螢光跟FLAG标定的hZIP1位在许多皮质細胞的内质网上，包括了Caco-2，更近一步透过在PC-3前列腺細胞操作hZIP1抗体可以更精确的证明这件事。

其他可能存在的Zinc transporter

关于其他Zn transporter,有一种ZNT1蛋白质在肠道扮演很重要的角色，研究显示，ZNT1会攜带从饮食中获得的Zn离子在肠壁細胞吸收后攜带进入肝门靜脉，但在SLC30蛋白质中沒有其他蛋白质被发现跟ZNT1一样有完全相同的功能。

在人体的胰岛ß細胞中，ZnT5和一个富含胰岛素的分泌細粒结合，Zn对于将胰岛素以晶体的方式储存扮演重要的角色。

ZNT6,ZNT7两蛋白质虽然在肠道也能发现，但其两在其他器官都有发现到他们的蹤迹，所以其功能和ZNT1并不相似。

在人体方面,hZIP1、hZIP2、hZIP4都有攜带Zn离子的功能,但这些蛋白质也被发现在子宫和摄护腺中，所以其功能并不是完全清楚，另外ZIP6,ZIP8两蛋白质功能不明，还有在老鼠内质网中发现的ZIP7也是一样。

在胎盘中锌的传导

锌在胎盘中的传输过程大致上和在肠中类似，由SLC30中的ZnT1,2,5来负责，至于ZnT6,7的功能则仍在实验当中。 在免疫组织化学中，以人类和老鼠为实验对象，hZTL1/ZnT5被探测到在胎盘上层細胞中扮演著重要角色，负责传送Zn給胎儿。而ZnT1则有着类似的功能，拥有负责传输营养物质給胎儿的功能，但作用机制仍未完全了解。在人体中， hZTP1均在肠和胎盘中表现出来，但是沒有任何证据显示hZIP2的表现。

此外，ZTP4虽然都有在人类和老鼠的肠中被表现，但是基因卻沒有在人类的胎盘中被表现出来，反而老鼠的卵黃囊中会进行表现。后来才发现原来hZIP4对人体饮食中锌在肠的吸收扮演著重要角色，hZTL1/ZnT5在Zn的传输中，对胎儿的影响远大于对成人的影响。

在小肠和胎盘中鋅通道的调节

小肠中鋅的吸收调节被认为是维持体内鋅衡定很重要的部分，在一份大鼠的研究中已经论证当可吸收的鋅濃度增加，在小肠裡有一个位置会调节ZnT1的上游mRNA，但在同一份研究中也显示当可吸收的鋅濃度下降ZnT1的mRNA并不会受影响，而另一个鋅的传送蛋白ZnT2在提供充足地鋅的情況下ZnT2 mRNA会加强表现，如果是缺乏鋅的情況下则会降低ZnT2 mRNA的表现。

老鼠的ZIP4 mRNA在缺乏鋅的时候会增加表现量。在人类肠道細胞Caco-2中，增加培养基裡的鋅濃度会引起鋅的传送蛋白hZTL1/ZnT5、ZnT1、ZnT4和hZIP1 mRNA表现量的增加，同样，在蛋白质的表现量上也是有增加的情形；但是在胎盘細胞中就有不同的表现，当增加鋅的濃度后，并沒有任何鋅的传送蛋白mRNA有改变表现量，更甚至于发现ZnT1和hZTL1/ZnT5蛋白的表现量有減少的现象，但是现在对于Zn如何调节这些蛋白质并沒有完整地知识去描述它的机制。

锌缺乏后果

鋅缺乏会导致免疫力低下、食慾不振、生长減緩、下痢、掉髮、夜盲、前列腺肥大、男性生殖功能減退、动脉硬化、貧血等问题。鋅缺乏导致腹瀉的过程包括：肠細胞絨毛结构破坏、含鋅消化酵素減少、发炎造成肠壁水腫、消化道免疫力变差。缺鋅与腹瀉容易形成恶性循环，腹瀉更減少鋅吸收，增加鋅的流失，造成双重的缺鋅原因，常发生在老人、婴幼儿、胰臟功能不全、肠病变或肠手术者的身上。

此外有肾臟病变者很容易有高尿鋅症与低血鋅症。糖尿病、肝病或慢性发炎性疾病，如风濕性关节炎患者，都会因肾病变导致体内鋅慢性缺乏，免疫力会变差，形成了一个恶性循环。

支端皮膚炎

hZIP4(SLC39A4)是一在肠膜上端的二次基因表现产物，它被发现和遺传的Zn-deficiency disease acrodermatitis enteropathica(缺乏Zn的支端皮膚炎)有关，此病和第八染色体有密切关系，会減低肠道吸收Zn的效率。

经过研究证实，突变的hZIP4蛋白质也会降低肠道吸收Zn的效率，最近有另外的实验结果指出，在老鼠身上的HEK293蛋白质会增加肠道Zn的吸收效率.

锌过量后果

主条目：锌中毒

大量鋅会引发噁心、嘔吐、发燒、血液中高密度脂蛋白減少，进而提高心血管疾病发生机率。

延伸閱读

• 刘广定：〈中国用鋅史研究：五代已知“倭鉛”说重考 〉。

外部链接

• 元素锌在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹（英文）
• EnvironmentalChemistry.com —— 锌（英文）
• 元素锌在The Periodic Table of Videos（諾丁漢大學）的介紹（英文）
• 元素锌在Peter van der Krogt elements site的介紹（英文）
• WebElements.com – 锌（英文）