Zinn

Zinn - chemisches Symbol Sn (lateinisch: Stannum), Ordnungszahl 50 - ist ein in drei verschiedenen Modifikationen auftretendes, zur Kohlenstoff-Gruppe und zu den Schwermetallen zählendes chemisches Element, das bei Zimmertemperatur als silberweißes, metallisches, tetragonal kristallisierendes β-Zinn vorliegt.

Übersicht: Allgemeine Daten zum Zinn

Bezeichnung:Zinn Andere Namen:Stannum (lateinisch). Symbol:Sn Ordnungszahl:50 Atommasse:118,710(7) u Periodensystem-Stellung:14. Gruppe, 4. Hauptgruppe, 5. Periode, p-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Kohlenstoff-Gruppe. Entdeckung:Bekannt seit der Bronzezeit (etwa 3500 v. Chr.). Bedeutung des Namens:Vermutlich aus dem Alt-/Mittelhochdeutschen: Zain, auch Zein (Stab, Stäbchen, Zweig) = barren- oder stangenförmiger Metallrohling. Das Smybol Sn leitet sich von Stannum ab. Englischer Name:Tin CAS-Nummer:7440-31-5 InChI-Key:ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N

Das Zinn-Atom

Das Sn-Atom - und damit das chemische Element Zinn - ist eindeutig durch die 50 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Zinn-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Zinn-Isotope bzw. Zinn-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Zinn-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch zehn verschiedener und stabiler Nuklide; die relative Atommasse wird daher mit 118,710(7) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Symbol

Kurzform

[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Sn-Atom zu trennen.

1. IE:

7,34392 eV

2. IE:

14,6322 eV

3. IE:

30,50260 eV

4. IE:

40,73502 eV

5. IE:

72,28 eV

6. IE:

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Zinn-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p_1/2	2p_3/2
29200	4465	4156	3929

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
884,7	756,5	714,6	493,2	484,9

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p_1/2	4p_3/2	4d_3/2	4d_5/2	4f_5/2	4f_7/2
137,1	83,6	83,6	24,9	23,9

Weitere Daten

Atomradius:145 pm (berechnet)
145 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:139(4) pm (nach Cordero et al.)
140 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
130 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
132 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:217 pm Molvolumen:16,29 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,860; ω_L1: 0,037; ω_L2: 0,065; ω_L3: 0,064 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,17; F₁₃: 0,3; F₂₃: 0,148 Austrittsarbeit:4,42 eV Termsymbol:³P₀

Ionenradius

Ionenradien des Sn(IV)-Kations in Abhängigkeit von der Koordinationszahl in Picometern pm:

Ion	KoZ	I_effektiv	I_kristall	Anmerkungen
Sn⁴⁺ Sn⁴⁺ Sn⁴⁺	4 6 8	55 69 81	83

Spektrallinien des Zinns

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Zinns mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Chemische Daten

Elektronegativität:1,96 nach Pauling
1,72 nach Allred-Rochow
1,824 nach Allen
1,8 nach Mulliken
2,02 nach Sanderson
4,672 eV nach Gosh-Gupta
4,30 eV nach PearsonElektronaffinität:1,112 070(2) eV bzw. 107,298 4(3) kJ mol^-1Oxidationsstufen:+4, +2 (-4)

Standardpotentiale

Normalpotential des Zinns:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-1,07	0	Zinn	Sn (s) + 4 H⁺	+ 4 e^-	⇔	SnH₄ (g)	Stannan	- IV
-0,1375	+ II	Zinn(II)-Kation	Sn²⁺	+ 2 e^-	⇔	Sn (s)	Zinn	0
-0,1	+ II	Zinnoxid	SnO (s) + 2 H⁺	+ 2 e^-	⇔	Sn (s) + H₂O	Zinn	0
-0,09	+ IV	Zinndioxid	SnO₂ (s) + 2 H⁺	+ 2 e^-	⇔	SnO (s) + H₂O	Zinnoxid	+ II
0,151	+ IV	Zinn(IV)-Kation	Sn⁴⁺	+ 2 e^-	⇔	Sn²⁺	Zinn(II)-Kation	+ II

Material- und physikalische Eigenschaften des Zinns

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen metallischen Zinns in der β-Modifikation auf.

Schmelzpunkt:231,928 °C Schmelzenthalpie (molar):7,03 kJ mol^-1 Siedepunkt:2586 °C Verdampfungsenthalpie:290,4 kJ mol^-1 Wärmekapazität:27,112 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,217 J g^-1 K^-1 (spezifisch) (grau) Debye-Temperatur:199 K Thermische Leitfähigkeit:66,8 W m^-1 K^-1 Temperaturleitzahl:40,8 mm² s^-1 bei 20°C (Temperaturleitfähigkeit) Wärmeausdehnung:22,0 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:8,69 × 10⁶ A V^-1 m^-1 Elektrischer Widerstand:115 nΩ m bei 0 °C Dichte:7,265 g cm^-3; β-Sn bei 20 °C
5,769 g cm^-3; α-Sn
6,99 g cm^-3 (flüssig, am Schmelzpunkt) Elastizitätsmodul:49,9 GPa, weißes Zinn (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):111 GPa 300 K, graues Zinn Kompressibilität (isotherm):0,00901 GPa^-1 300 K, graues Zinn Poisson-Zahl:0,36 (Querdehnzahl, dimensionslos) Härte:nach Mohs: 2,5
nach Brinell: 0,0051 GPa
nach Brinell (neu): 0,292 - 0,441 GPa (gegossen) Magnetismus:paramagnetisch Schallgeschwindigkeit:2730 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
301,2 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:266,2 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:51,2 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
168,5 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Eine graue, diamagnetische, α-Modifikation des Zinns bildet sich unterhalb von 13.2 Grad Celsius und kristallisiert im kubischen Diamantgitter.

Externe Informationsangebote

Gruppenelemente - Informationen

Elementstrukturen der IV. Hauptgruppe
Vortragsskript. Universität Bayreuth

Kohlenstoffgruppe
Vorlesungsmaterialien: Anorganische Chemie. ETH Zürich, Schweiz

Strukturchemie: Elemente der IV. Hauptgruppe (Tetrele)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg

Tetrele (4. Hauptgruppe, Kohlenstoff-Gruppe: Si, Ge, Sn, Pb)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg

Einzelne Verbindungen

Chirale Zinnverbindungen
Synthese chiraler Zinnverbindungen und deren Einsatz in enantioselektiven Radikalreaktionen; Dissertation, (2003). Universität Oldenburg

Ringförmige und kettenförmige Zinnverbindungen
Synthese und Strukturen ketten- und ringförmiger Silicium-Zinn-Verbindungen. Dissertation, 2000

Zinn und Zinnverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche

Analyse und Bestimmung

Bestimmung von Organozinnverbindungen in Sedimenten mittels GC-AED
Entwicklung von Extraktion- und Derivatisierungsmethoden. Dissertation. TU Berlin

Nachweis von Zinn in Legierungen etc., die kein Kupfer enthalten
Kurzanleitung

Trennungsgang
Schwefelwasserstoff-Gruppe. Universität Freiburg

Zinn Bestimmung
Praktikumsskript: Qualitative Analysen, Trennungsgang. Universität Freiburg - Format: PDF

Metallorganische Chemie und Reagenzien

Zinnorganyle
Vorlesungsskript zur Metallorganischen Chemie. Universität Marburg - Format: PDF

Mineralogie

Zinn Mineralien
Zur Mineralogie des Zinns. Mineralienatlas

Umweltchemie

Organozinnverbindungen
Datenblatt. Umweltbundesamt Österreich - Format: PDF

Organozinnverbindungen in der aquatischen Umwelt
Bericht. Umweltbundesamt Österreich - Format: PDF

Newsarchiv

Zinn-100: Zerfallsschema entschlüsselt
Sudoku für das Kernmodell - Wissenschaftler entschlüsseln das Zerfallsschema des doppelt magischen Zinn-100.

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 14.05.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/zinn.php