Cinkova skupina

V 12. skupino periodnega sistema elementov (IUPAC) ali cinkovo skupino spadajo elementi cink (Zn), kadmij (Cd) in živo srebro (Hg).^[1][2][3] V 12. skupino po svoji elektronski konfiguraciji spada tudi kopernicij (Cn), ki so ga sintetizirali leta 1996 v Darmstadtu in se je prvotno imenoval ununbij (Uub).^[4]

Skupina 12 v periodnem sistemu
Vodik Helij Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson skupina 11 ←    → borova skupina
IUPAC ime skupine 12 Ime po elementu cinkova skupina CAS številka skupine (ZDA, vzorec A-B-A) IIB stara IUPAC številka (Evropa, vzorec A-B) IIB
↓ Perioda
4	Cink (Zn) 30 Prehodna kovina
5	Kadmij (Cd) 48 Prehodna kovina
6	Živo srebro (Hg) 80 Prehodna kovina
7	Kopernicij (Cn) 112 Prehodna kovina
prvobitni sintetični element
p · p · u · z

Lastnosti

Nekatere lastnosti elementov iz 12. skupine so zbrane v naslednji preglednici:

	Cink	Kadmij	Živo srebro
Elektronska konfiguracija	[Ar]3d104s2	[Kr]4d105s2	[Xe]4f145d106s2
Kovinski polmer [pm]	134	151	151
Ionski polmer (M2+) [pm]	74	95	102
Elektronegativnost	1,6	1,7	1,9
Tališče [°C]	419,5	320,8	−38,9
Vrelišče [°C]	907	765	357

Vsi elementi iz 12. skupine so kovine. Podobnost kovinskih polmerov kadmija in živega srebra je posledica lantanoidne kontrakcije. Trendi v 12. skupini se zato razlikujejo od trendov v 2. skupini (zemljoalkalijske kovine), v kateri atomski polmeri pravilno naraščajo po skupini navzdol. Vse tri kovine imajo relativno nizka tališča in vrelišča, kar pomeni, da so kovinske vezi relativno šibke z relativno majhnim prekrivanjem valenčnega in prevodnega pasu. Cink je zato nekje na meji med kovinami in polkovinami in se običajno umešča med galij in germanij, čeprav spada galij kot galijev arzenid tudi med polprevodnike.

Cink je najbolj elektropozitiven element s skupini in dober reducent. Najbolj stabilno oksidacijsko stanje v skupini je +2, v katerem imajo ioni dokaj stabilno elektronsko konfiguracijo d¹⁰ s polno podorbitako d. Živo srebro se kljub temu zlahka reducira v oksidacijsko stanje +1. Podobno kot Hg+2 ioni tudi dva Hg⁺ iona običajno tvorita vez kovina-kovina in diamagnetne spojine. Kadmij lahko tvori tudi kompleksne spojine, na primer [Cd₂Cl₆]⁴⁻, v katerih je kadmij v oksidacijskem stanju +1. Podobno kot živo srebro tudi kadmij tvori vezi kovina-kovina, ki dajejo diamagnetne spojine. V spojinah ni neparnih elektronov, ki bi sicer povečali njihovo reaktivnost. Cinkov ion Zn⁺ je prisoten samo v plinski fazi v linearnih spojinah, kakršen je na primer Zn₂Cl₂, ki je analogen kalomelu (Hg₂Cl₂).

Vse tri kovine tvorijo tetraedrične spojine, na primer MCl2−4. Kadar dvovalentni ioni teh elementov tvorijo tetraedrične komplekse, se podrejajo pravilu okteta. Cink in kadmij lahko tvorita tudi oktaedrične komplekse, kakršen je na primer [M(H₂O)₆]²⁺, ki je prisoten v vodnih raztopinah soli obeh kovin. Kovalentne lastnosti se dosežejo z aktiviranjem 4d ali 5d orbital, pri čemer nastanejo hibridne orbitale sp³d². Živo srebro redko kdaj preseže koordinacijsko število štiri. Kadar se to vseeno zgodi, morajo biti v proces vključene 5f orbitale. Poznana so tudi koordinacijska števila 2, 3, 5, 7 in 8.

Elementi 12. skupine se običajno uvrščajo med elemente iz bloka d in ne med prehodne kovine, ker je njihova orbitala d polna. Nekateri avtorji jih obravnavajo kot glavno skupino elementov, ker so valenčni elektroni na orbitalah ns². Cink ima kljub temu veliko značilnosti sosednjih prehodnih kovin, na primer bakra. Cinkovi kompleksi se na primer vključujejo v Irving-Williamsove vrste, ker tvori cink mnogo kompleksov z enako stehiometrijo kot jo imajo kompleksi bakra(II), vendar z manjšimi konstantami stabilnosti. Nekaj podobnosti je tudi med kadmijem in srebrom, ker so spojine srebra(II) redke, tiste, ki obstajajo, pa so zelo močni oksidanti. Nekaj podobnosti je tudi v kemiji živega srebra(I) in zlata(I), na primer pri tvorjenju linearnih diciano kompleksov [M(CN)₂]⁻.