鋅化合物

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鋅化合物是元素周期表中12族元素鋅形成的化合物。鋅在化合物中的特徵化合價為+2價，其離子在溶液中通常是無色的。[1][2][3][4]

無機化合物[編輯]

氧族元素化合物[編輯]

鋅的氧族元素化合物一覽，從左至右分別為ZnO、ZnS、ZnSe和ZnTe

氧化鋅（ZnO）在常溫下是白色固體，高溫下失去部分氧而變黃。[5]氧化鋅是兩性氧化物，可溶於酸形成Zn2+；溶於鹼形成[Zn(OH)4]2-。[6]

ZnO + 2 HCl → ZnCl2 + H2O
ZnO + 2 NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]

硫化鋅（ZnS）可由單質化合或高溫下由硫化氫和氧化鋅反應得到。它主要以閃鋅礦和纖鋅礦兩種結構存在。[7]硒化鋅（ZnSe）是黃色晶體，它和硫化鋅一樣，是一種半導體材料，可由單質化合得到，或加熱硒、氧化鋅和硫化鋅的混合物製備。[8]碲化鋅（ZnTe）是紅褐色晶體，摻雜後可用於光電子學研究。[9]

硫酸鋅（ZnSO4）是白色固體，高溫下分解，產生ZnO煙塵並放出SO2。它可由含鋅物質和硫酸反應得到：[10]

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

含鹵化合物[編輯]

盧卡斯試劑與乙醇（左）和叔丁醇（右）的現象

鋅的四種鹵化物均可通過氧化鋅和相應的鹵化氫反應製得。氟化鋅（ZnF2）是白色固體，存在無水物和四水合物，在水中的溶解度較小。它在熱水中發生水解，生成Zn(OH)F。[11]氯化鋅（ZnCl2）是白色固體，極易潮解。它作為路易斯酸，可以催化一些有機反應。[12]氯化鋅溶於濃鹽酸配製成的溶液被稱作盧卡斯試劑，可用於鑑別小分子醇。[13]

高氯酸鋅最常見的物種是其六水合物（Zn(ClO4)2·6H2O），由於高氯酸根的非配位性，高氯酸鋅常用於鋅配合物製備的研究中。[14]此外，高氯酸鋅作為催化劑催化有機反應也有報道。[15][16]

配合物[編輯]

鹼式乙酸鋅[Zn
4(μ4-O)(η2-O
2CCH
3)
6]的結構

鋅配合物最常見的幾何構型是四面體構型，這和其配合物符合八電子規則有關。儘管如此，八面體結構的配合物在過渡金屬中是很常見的。根據Ahrland等人的分類，Zn2+屬於A類受體，[17]相比於第三周期的硫和磷來說，它能和第二周期的氧和氮元素的化合物形成更穩定的配合物。在HSAB理論中，由於Zn2+電荷密度高，它被歸納為硬酸。

在水溶液中，[Zn(H2O)6]2+是鋅離子的主要物種。[18]鋅離子具有弱酸性，這可歸因於[Zn(H2O)6]2+（pKa≈9）的水解作用：[19]

[Zn(H2O)6]2+ ⇌ [Zn(H2O)5(OH)]+ + H+

鋅可以和鹵素或擬鹵素形成配陰離子[ZnX3]−和[ZnX4]2−（X＝Cl，Br，I，CN和SCN）。硫氰酸根配合物表明了鋅的A類受體性質，形成的是N-鍵合配合物[Zn(NCS)4]2−，而同族的鎘形成S-鍵合配合物[Cd(SCN)4]2−。

鋅的二配位化合物出現在鋅的胺鹽中，如Zn(NR1R2)2（R1=CMe3, R2=SiMe3），由於配體位阻大，沒有足夠的空間容納更多的相同配體。[20]

有機鋅化合物[編輯]

二乙基鋅結構。
主條目：有機鋅化合物

含有Zn-C鍵的化合物是有機鋅化合物。二乙基鋅（(C
2H
5)
2Zn）最初於1848年被報道，它可由鋅和碘乙烷反應得到，也是第一個已知的含金屬-碳鍵的σ鍵化合物。[21]

一價鋅的有機化合物含有金屬-金屬鍵，[Zn2(η5–C5Me5)2]便是其中一例，該化合物於11°C分解。[22]

鋅指[編輯]

主條目：鋅指

鋅指（英語：Zinc finger），又稱鋅手指。是在很多蛋白中存在的一類具有指狀結構的結構模體，這些具有鋅指結構的蛋白大多都是與基因表達的調控有關的功能蛋白。

參考文獻[編輯]

  1. ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils. Zink. Lehrbuch der Anorganischen Chemie 91–100. Walter de Gruyter. 1985: 1034–1041. ISBN 3-11-007511-3 （德語）. 
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