الزنك

الزنك معدن أبيض مزرق لامع غير مغناطيسي ، ^{[ 27 ]} مع أن معظم الأنواع التجارية الشائعة منه ذات سطح باهت. ^{[ 28 ]} وهو أقل كثافة من الحديد ، وله بنية بلورية سداسية ، مع شكل مشوه من التراص السداسي المتراص ، حيث ترتبط كل ذرة بست ذرات مجاورة (على مسافة 265.9 بيكومتر) في مستواها، وست ذرات أخرى على مسافة أبعد تبلغ 290.6 بيكومتر. ^{[ 29 ]} يكون المعدن صلبًا وهشًا في معظم درجات الحرارة، ولكنه يصبح قابلًا للطرق بين 100 و150  درجة مئوية. ^{[ 27 ] [ 28 ]} فوق 210  درجة مئوية، يصبح المعدن هشًا مرة أخرى، ويمكن طحنه بالدق. ^{[ 30 ]} الزنك موصل جيد للكهرباء . ^{[ 27 ]} بالنسبة للمعادن، يتميز الزنك بانخفاض نسبي في درجة انصهاره (419.53  درجة مئوية) وغليانه (907  درجة مئوية). ^{[ 31 ]} تُعدّ درجة انصهار هذا العنصر الأدنى بين جميع فلزات المجموعة d باستثناء الزئبق والكادميوم . لهذا السبب ، من بين أسباب أخرى، لا يُعتبر الزنك والكادميوم والزئبق عادةً من الفلزات الانتقالية مثل بقية فلزات المجموعة d. ^{[ 31 ]}

تحتوي العديد من السبائك على الزنك، وأشهر مثال على ذلك النحاس الأصفر . ومن المعادن الأخرى المعروفة منذ زمن طويل بتكوينها سبائك ثنائية مع الزنك: الألومنيوم ، والأنتيمون ، والبزموت ، والذهب ، والحديد، والرصاص ، والزئبق ، والفضة ، والقصدير ، والمغنيسيوم ، والكوبالت ، والنيكل ، والتيلوريوم ، والصوديوم . [ ^{32 ] على} الرغم من أن الزنك والزركونيوم ليسا مغناطيسيين حديديين ، إلا أن سبيكتهما، ZrZn₂ ، يظهر مغناطيسية حديدية تحت 35كلفن. ^{[ 27 ]} 

يشكل الزنك حوالي 70 جزءًا في المليون (0.007%) من كتلة قشرة الأرض ، مما يجعله العنصر الرابع والعشرين الأكثر وفرة في القشرة الأرضية. ^{[ 33 ]} كما يشكل 312 جزءًا في المليون من النظام الشمسي، حيث يحتل المرتبة الثانية والعشرين من حيث الوفرة. ^{[ 34 ]} لا تتجاوز التركيزات الطبيعية للزنك في البيئة ما يلي: 1 ميكروغرام/م³ ^في الغلاف الجوي، و300 مليغرام/كيلوغرام في التربة، و100 مليغرام /كيلوغرام في النباتات، و20 ميكروغرام/لتر في المياه العذبة، و5 ميكروغرام/لتر في مياه البحر. ^{[ 35 ]} يوجد هذا العنصر عادةً مرتبطًا بمعادن أساسية أخرى مثل النحاس والرصاص على شكل خامات . ^{[ 36 ]} الزنك عنصر محب للكبريت ، أي أنه يُرجح وجوده مرتبطًا بالكبريت وعناصر الكالكوجين الثقيلة الأخرى ، بدلًا من وجوده مرتبطًا بالأكسجين ( وهو عنصر كالكوجيني خفيف ) أو بالعناصر غير الكهرسلبية غير الكالكوجينية مثل الهالوجينات . تشكلت الكبريتيدات عندما تصلب القشرة الأرضية في ظل الظروف المختزلة للغاية للغلاف الجوي للأرض في بداياتها. ^{[ 37 ]} يُعدّ السفاليريت ، وهو شكل بلوري من كبريتيد الزنك، أكثر خامات الزنك استخراجًا، إذ يحتوي على 60-62% من الزنك من حيث الكتلة. ^{[ 36 ]}    

تشمل المعادن الأخرى المصدرة للزنك سميثسونيت ( كربونات الزنك )، وهيميمورفيت ( سيليكات الزنك )، وورتزيت (كبريتيد زنك آخر)، وأحيانًا هيدروزينكيت ( كربونات الزنك القاعدية ). ^{[ 38 ]} باستثناء وورتزيت، تشكلت جميع المعادن الأخرى بفعل تجوية كبريتيدات الزنك البدائية. ^{[ 37 ]}

يبلغ إجمالي موارد الزنك المُكتشفة حاليًا في جميع أنحاء العالم ما بين 1.9 و2.8  مليار طن . ^{[ 39 ] [ 40 ]} وتتركز رواسب كبيرة في أستراليا والصين وكندا والولايات المتحدة، بينما توجد أكبر الاحتياطيات المحتملة في إيران. ^{[ 37 ] [ 41 ] [ 42 ]} وقد أُجري أحدث تقدير لقاعدة احتياطيات الزنك (التي تستوفي الحد الأدنى من المعايير الفيزيائية المحددة المتعلقة بممارسات التعدين والإنتاج الحالية) في عام 2009، وقُدِّر بنحو 480 مليون طن. ^{[ 43 ]} أما احتياطيات الزنك، فهي عبارة عن أجسام خام مُحدَّدة جيولوجيًا ، وتكون ملاءمتها للاستخراج مجدية اقتصاديًا (بناءً على متغيرات مثل الموقع والدرجة والجودة والكمية) وقت تحديدها. ونظرًا لأن التنقيب وتطوير المناجم عملية مستمرة، فإن كمية وعدد احتياطيات الزنك ليسا رقمًا ثابتًا، ولا يمكن الحكم على استدامة إمدادات خام الزنك بمجرد استقراء العمر التشغيلي المُجمَّع لمناجم الزنك الحالية. يدعم هذا المفهوم بيانات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، التي توضح أنه على الرغم من زيادة إنتاج الزنك المكرر بنسبة 80% بين عامي 1990 و2010، إلا أن عمر احتياطي الزنك ظل ثابتًا، وذلك بفضل اكتشاف رواسب زنك إضافية. وقد تم استخراج حوالي 346 مليون طن على مر التاريخ حتى عام 2002، ويقدر الباحثون أن ما بين 109 و305  ملايين طن منها قيد الاستخدام حاليًا. ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

توجد خمسة نظائر مستقرة للزنك في الطبيعة، ويُعدّ نظير الزنك ^-64 الأكثر وفرة (بنسبة 49.17% من الوفرة الطبيعية ). ^{[ 47 ] [ 8 ]} أما النظائر الأخرى الموجودة في الطبيعة فهي ^{نظير الزنك-66.}الزنك (27.73%)، ⁶⁷الزنك (4.04%)، ⁶⁸الزنك (18.45%)، و ⁷⁰الزنك (0.61%). ^{[ 8 ]}

تم تحديد خصائص عشرات النظائر المشعة . ⁶⁵يُعد الزنك (Zn) ، الذي يبلغ عمر النصف له 243.66  يومًا، أقل النظائر المشعة نشاطًا، يليه نظير آخر هو ^72.يبلغ عمر النصف للزنك  46.5 ساعة. ^{[ 47 ]} وللزنك 10 نظائر نووية ، منها ^69m Zn الذي يتمتع بأطول عمر نصف، حيث يبلغ 13.75 ساعة. ^{[ 8 ]} يشير الرمز m إلى نظير شبه مستقر ، تكون نواته في حالة إثارة ، وسيعود في النهاية إلى حالته الأرضية ، من خلال انبعاث طاقة زائدة على شكل فوتون واحد أو أكثر ( أشعة غاما )، مع تحلل النواة إلى الحالة الأرضية في نهاية العملية.

إن أكثر أنماط التحلل شيوعاً لنظير الزنك المشع ذي العدد الكتلي الأقل من 66 هو التقاط الإلكترون . وسيكون ناتج التحلل الناتج نظيراً للنحاس . ^{[ 8 ]}

ⁿ ₃₀ Zn+e ⁻→ ⁿ ₂₉ Cu + ν_هـ

إن أكثر أنماط الاضمحلال شيوعًا لنظير مشع من الزنك ذي عدد كتلي أعلى من 66 هو اضمحلال بيتا (β ⁻ )، مما ينتج عنه نظير من الغاليوم . ^{[ 8 ]}

ⁿ ₃₀ Zn→ ⁿ ₃₁ Ga+e ⁻+ ν_هـ

يمتلك الزنك التوزيع الإلكتروني [Ar] ^4s² 3d¹⁰ ^، وهو عنصر من عناصر المجموعة 12 في الجدول الدوري . وهو فلز متوسط ​​النشاط الكيميائي وعامل اختزال قوي ؛ ^{[ 48 ]} ويُقارن في سلسلة النشاط الكيميائي بالمنغنيز . ^{[ 49 ]} يتأكسد سطح الفلز النقي بسرعة، مُشكلاً في النهاية طبقة واقية من كربونات الزنك القاعدية ، Zn²⁺.₅ (OH)₆ (CO₃)₂ ، عن طريق التفاعل معثاني أكسيد الكربون. ^{[ 50 ]}

يحترق الزنك في الهواء بلهب أزرق مخضر ساطع، مُطلقًا أبخرة أكسيد الزنك . ^{[ 51 ]} يتفاعل الزنك بسهولة مع الأحماض والقلويات واللافلزات الأخرى. ^{[ 52 ]} يتفاعل الزنك شديد النقاء ببطء شديد مع الأحماض في درجة حرارة الغرفة . ^{[ 51 ]} يمكن للأحماض القوية، مثل حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك ، إزالة طبقة التخميل، وينتج عن التفاعل اللاحق مع الحمض غاز الهيدروجين. ^{[ 51 ]}

تتشابه كيمياء الزنك مع كيمياء الفلزات الانتقالية المتأخرة في الصف الأول، مثل ^النيكل والنحاس ، ^{[ 53 ]} بالإضافة إلى بعض عناصر المجموعة الرئيسية . يوجد الزنك في حالة الأكسدة +2 في جميع مركباته تقريبًا . ^{[ 54 ]} عند تكوّن مركبات Zn²⁺ ^، تفقد الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي s ، مما ينتج عنه أيون زنك عارٍ ذو التوزيع الإلكتروني [Ar] ^3d¹⁰ . ^{[ 55 ]} لا يشارك الغلاف الداخلي d الممتلئ عادةً في الروابط، مما ينتج عنه مركبات غير مغناطيسية وعديمة اللون في الغالب. ^{[ 53 ]} في المحلول المائي، يوجد معقد ثماني السطوح، [Zn(H₂]²⁺]²⁺₂ O)₆] ²⁺وهو النوع السائد. ^{[ 56 ]}

يتشابه نصف القطر الأيوني للزنك والمغنيسيوم تقريبًا. ونتيجةً لذلك، تمتلك بعض الأملاح المتكافئة نفس البنية البلورية ، [ ^{57 ] وفي} حالات أخرى يكون فيها نصف القطر الأيوني عاملًا حاسمًا، تتشابه الخصائص الكيميائية للزنك إلى حد كبير مع تلك الخاصة بالمغنيسيوم. ^{[ 51 ]} وبالمقارنة مع الفلزات الانتقالية، يميل الزنك إلى تكوين روابط ذات درجة تساهمية أعلى . وتكون المعقدات التي تحتوي على ذرات مانحة من النيتروجين والكبريت أكثر استقرارًا. ^{[ 53 ]} وتكون معقدات الزنك في الغالب رباعية أو سداسية التناسق ، على الرغم من وجود معقدات خماسية التناسق. ^{[ 51 ]}

تتطلب حالات الأكسدة الأخرى ظروفًا فيزيائية غير عادية، وحالات الأكسدة الموجبة الوحيدة التي تم إثباتها هي +1 أو +2. ^{[ 54 ]} يشير تطاير الزنك مع كلوريد الزنك عند درجات حرارة أعلى من 285  درجة مئوية إلى تكوين Zn₂ سنتيلتر_٢ ، مركب زنك ذو حالة أكسدة +١. ^{[ ٥١ ]} تشير الحسابات إلى أن وجود مركب زنك بحالة أكسدة +٤ أمر غير مرجح. ^{[ ٥٨ ]} من المتوقع وجود Zn(III) في وجود أيونات ثلاثية سالبة الشحنة الكهربائية بشدة؛ ^{[ ٥٩ ] [ ٦٠ ]} ومع ذلك، يوجد بعض الشك حول هذه الإمكانية. ^{[ ٦١ ]}

مركبات الزنك الأحادي نادرة جدًا. يُستدل على وجود أيون [Zn₂ _] ²⁺ ^من خلال تكوين زجاج أصفر غير مغناطيسي عند إذابة الزنك المعدني في _كلوريد الزنك المنصهر . ^{[ 62 ]} يُشابه لبّ [Zn₂ _] ²⁺ ^{كاتيون [} _Hg₂ ] ^²⁺ الموجود في مركبات الزئبق الأحادي . تؤكد الطبيعة غير المغناطيسية للأيون بنيته الثنائية. أُبلغ عن أول مركب زنك أحادي يحتوي على رابطة Zn–Zn، _وهو (η₅ ^- C₅Me₅ ₎ ₂Zn₂ _، في عام ^{2004. [} ₆₃ ^]

تُعرف المركبات الثنائية للزنك في معظم أشباه الفلزات وجميع اللافلزات باستثناء الغازات النبيلة . أكسيد الزنك (ZnO) مسحوق أبيض يكاد يكون غير قابل للذوبان في المحاليل المائية المتعادلة، ولكنه مذبذب ، إذ يذوب في كل من المحاليل القاعدية والحمضية القوية. ^{[ 51 ]} أما الكالكوجينيدات الأخرى ( ZnS و ZnSe و ZnTe ) فلها تطبيقات متنوعة في الإلكترونيات والبصريات. ^{[ 64 ]} البنيكتوجينيدات ( Zn₃ شمالاً₂ ،Zn₃ نقاط₂ ،Zn₃ آس₂ وZn₃ Sb₂ )، ^{[ 65 ] [ 66 ]} بيروكسيد (ZnO₂ )، الهيدريد (ZnH₂ )، والكربيد (ZnC₂ ) معروفة أيضًا. ^{[ 67 ]} من بين الهاليداتالأربعة،ZnF_{المركب 2} هو الأكثر أيونية، بينما المركبات الأخرى (ZnCl)₂ ،ZnBr₂ ، وZnI₂ ) تتميز بنقاط انصهار منخفضة نسبياً وتعتبر ذات طابع تساهمي أكبر. ^{[ 68 ]}

في المحاليل القاعدية الضعيفة التي تحتوي على أيونات الزنك (Zn ^{2+) .}أيونات، هيدروكسيد الزنك Zn(OH)_{يتشكل المركب 2} على شكل راسبأبيض. في المحاليل القلوية القوية، يذوب هذا الهيدروكسيد لتكوين الزنكات ([Zn(OH)₄] ²⁻[ ^{51 ]} نترات الزنك Zn ⁽ _NO3 )₂ ، كلوراتالزنك (ClO₃)₂ ، كبريتات الزنكZnSO4₄ ، فوسفاتالزنك₃ (PO₄)₂ ، موليبدات الزنكZnMoO₄ ، سيانيد الزنكZn(CN)₂ ، أرسنيتZn(AsO₂)₂ ، أرسيناتالزنك (AsO₄)₂ ·8 ساعة₂ OوالكروماتZnCrO_{يُعد المركب 4} (أحد مركبات الزنك الملونة القليلة) من الأمثلة القليلة الأخرى على مركبات الزنك غير العضوية الشائعة. ^{[ 69 ] [ 70 ]}

مركبات الزنك العضوية هي تلك التي تحتوي على روابط تساهمية بين الزنك والكربون . ثنائي إيثيل الزنك ( (C₂ ساعة₅)_{يُعدّ 2Zn} كاشفًا في الكيمياء التركيبية. وقد تم الإبلاغ عنه لأول مرة في عام 1848 من تفاعل الزنك معيوديد الإيثيل، وكان أول مركب معروف باحتوائه علىرابطة سيجمابين. ^{[ 71 ]}

يمكن استخدام ورق سيانيد الكوبالتي (اختبار رينمان للزنك) كمؤشر كيميائي للزنك. يُذاب 4  غرامات من _K₃Co (CN) _₆ و1  غرام من KClO₃ _في  100 مل من الماء. يُغمس الورق في المحلول ويُجفف عند 100  درجة مئوية. تُوضع قطرة واحدة من العينة على الورق الجاف وتُسخن. يشير ظهور قرص أخضر إلى وجود الزنك. ^{[ 72 ]}

Various isolated examples of the use of impure zinc in ancient times have been discovered. Zinc ores were used to make the zinc–copper alloy brass thousands of years prior to the discovery of zinc as a separate element. Judean brass from the 14th to 10th centuries BC contains 23% zinc.^[22]

Knowledge of how to produce brass spread to Ancient Greece by the 7th century BC, but few varieties were made.^[23] Ornaments made of alloys containing 80–90% zinc, with lead, iron, antimony, and other metals making up the remainder, have been found that are 2,500 years old.^[36] A possibly prehistoric statuette containing 87.5% zinc was found in a Dacian archaeological site.^[73]

Strabo writing in the 1st century BC (but quoting a now lost work of the 4th century BC historian Theopompus) mentions "drops of false silver" which when mixed with copper make brass. This may refer to small quantities of zinc that is a by-product of smelting sulfide ores.^[74] Zinc in such remnants in smelting ovens was usually discarded as it was thought to be worthless.^[75]

The manufacture of brass was known to the Romans by about 30 BC.^[76] They made brass by heating powdered calamine (zinc silicate or carbonate), charcoal and copper together in a crucible.^[76] The resulting calamine brass was then either cast or hammered into shape for use in weaponry.^[77] Some coins struck by Romans in the Christian era are made of what is probably calamine brass.^[78]

The oldest known pills were made of the zinc carbonates hydrozincite and smithsonite. The pills were used for sore eyes and were found aboard the Roman ship Relitto del Pozzino, wrecked in 140 BC.^[79][80]

The Berne zinc tablet is a votive plaque dating to Roman Gaul made of an alloy that is mostly zinc.^[81]

يذكر كتاب شاركا سامهيتا ، الذي يُعتقد أنه كُتب بين عامي 300 و500 ميلادي، ^{[ 82 ]} معدنًا يُنتج عند أكسدته مادة تُسمى بوشبانجان ، يُعتقد أنها أكسيد الزنك. ^{[ 83 ]} وقد ظلت مناجم الزنك في زاوار، بالقرب من أودايبور في الهند، نشطة منذ العصر الماوري ( حوالي 322 و187 قبل الميلاد). إلا أن صهر الزنك المعدني هناك يبدو أنه بدأ حوالي القرن الثاني عشر الميلادي. ^{[ 84 ] [ 85 ]} وتشير إحدى التقديرات إلى أن هذا الموقع أنتج ما يُقدر بمليون طن من الزنك المعدني وأكسيد الزنك خلال الفترة من القرن الثاني عشر إلى القرن السادس عشر. ^{[ 38 ]} بينما تُشير تقديرات أخرى إلى أن إجمالي الإنتاج بلغ 60,000 طن من الزنك المعدني خلال هذه الفترة. ^{[ 84 ]} يذكر كتاب "راساراتنا ساموتشايا" ، الذي كُتب في القرن الثالث عشر الميلادي تقريبًا، نوعين من الخامات المحتوية على الزنك: أحدهما يُستخدم لاستخراج المعادن والآخر يُستخدم للأغراض الطبية. ^{[ 85 ]}

كان الزنك معروفًا بوضوح كمعدن تحت مسمى "ياسادا" أو "جاسادا" في المعجم الطبي المنسوب إلى الملك الهندوسي مادانابالا (من سلالة تاكا) والذي كُتب حوالي عام 1374. ^{[ 86 ]} وقد أُنجز صهر واستخلاص الزنك غير النقي عن طريق اختزال الكالامين بالصوف ومواد عضوية أخرى في القرن الثالث عشر في الهند. ^{[ 27 ] [ 87 ]} ولم يتعرف الصينيون على هذه التقنية إلا في القرن السابع عشر. ^{[ 87 ]}

قام الخيميائيون بحرق معدن الزنك في الهواء وجمعوا أكسيد الزنك الناتج (ZnO) على مكثف . أطلق بعض الخيميائيين على أكسيد الزنك هذا اسم "لانا فيلوسوفيكا "، وهي كلمة لاتينية تعني "صوف الفيلسوف"، لأنه كان يتجمع على شكل خصلات صوفية، بينما اعتقد آخرون أنه يشبه الثلج الأبيض وأطلقوا عليه اسم "نيكس ألبوم" . ^{[ 88 ]}

ربما كان باراسيلسوس ، الكيميائي الألماني المولود في سويسرا، أول من وثّق اسم هذا المعدن ، حيث أشار إليه باسم "زنكوم" أو "زنكن" في كتابه " ليبر مينيراليوم 2 " في القرن السادس عشر. ^{[ 87 ] [ 89 ]} يُرجّح أن الكلمة مشتقة من الكلمة الألمانية "زنكه "، والتي يُفترض أنها تعني "شبيه بالأسنان، مدبب أو خشن" (تتميز بلورات الزنك المعدنية بمظهر يشبه الإبرة). ^{[ 90 ]} قد يُشير "زنك " أيضًا إلى "شبيه بالقصدير" نظرًا لارتباطه بالكلمة الألمانية "زين" التي تعني القصدير. ^{[ 91 ]} ثمة احتمال آخر هو أن الكلمة مشتقة من الكلمة الفارسية "سنگ " التي تعني الحجر. ^{[ 92 ]} عُرف هذا المعدن أيضًا باسم القصدير الهندي ، والتوتانيغو ، والكالامين ، والسبينتر . ^{[ 36 ]}

تلقى عالم المعادن الألماني أندرياس ليبافيوس كمية مما أسماه "كالاي" (من الكلمة الملايوية أو الهندية التي تعني القصدير) قادمة من مالابار على متن سفينة شحن استولت عليها من البرتغاليين عام 1596. ^{[ 93 ]} وصف ليبافيوس خصائص العينة، التي يُحتمل أنها كانت زنكًا. كان الزنك يُستورد بانتظام إلى أوروبا من الشرق في القرنين السابع عشر وأوائل الثامن عشر، ^{[ 87 ]} ولكنه كان باهظ الثمن في بعض الأحيان. ^{[ ج ]}

عُزل الزنك المعدني في الهند بحلول عام 1300 ميلادي. ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]} وقبل عزله في أوروبا، استُورد من الهند حوالي عام 1600 ميلادي. ^{[ 97 ]} لم يذكر قاموس بوستلويت العالمي ، وهو مصدر معاصر يقدم معلومات تكنولوجية في أوروبا، الزنك قبل عام 1751، لكن العنصر دُرِس قبل ذلك. ^{[ 85 ] [ 98 ]}

ذكر عالم المعادن والكيميائي الفلمنكي بي. إم. دي ريسبور أنه استخلص الزنك المعدني من أكسيد الزنك عام 1668. ^{[ 38 ]} وبحلول مطلع القرن الثامن عشر، وصف إتيان فرانسوا جوفري كيف يتكثف أكسيد الزنك على شكل بلورات صفراء على قضبان الحديد الموضوعة فوق خام الزنك أثناء صهره. ^{[ 38 ]} وفي بريطانيا، يُقال إن جون لين أجرى تجارب لصهر الزنك، على الأرجح في لاندور ، قبل إفلاسه عام 1726. ^{[ 99 ]}

في عام 1738 في بريطانيا العظمى، حصل ويليام تشامبيون على براءة اختراع لعملية استخلاص الزنك من الكالامين في فرن صهر رأسي من نوع المفاعل . ^{[ 100 ]} كانت تقنيته مشابهة لتلك المستخدمة في مناجم الزنك في زوار بولاية راجستان ، ولكن لا يوجد دليل يشير إلى أنه زار الشرق. ^{[ 97 ]} استُخدمت عملية تشامبيون حتى عام 1851. ^{[ 87 ]}

يُنسب الفضل عادةً إلى الكيميائي الألماني أندرياس مارغراف في عزل الزنك المعدني النقي في الغرب، على الرغم من أن الكيميائي السويدي أنطون فون سواب كان قد استخلص الزنك من الكالامين قبل ذلك بأربع سنوات. ^{[ 87 ]} في تجربته عام 1746، سخّن مارغراف خليطًا من الكالامين والفحم في وعاء مغلق دون استخدام النحاس للحصول على المعدن. ^{[ 101 ] [ 75 ]} أصبح هذا الإجراء عمليًا تجاريًا بحلول عام 1752. ^{[ 102 ]}

حصل جون، شقيق ويليام تشامبيون، على براءة اختراع عام 1758 لعملية تكليس كبريتيد الزنك وتحويله إلى أكسيد قابل للاستخدام في عملية التقطير. ^{[ 36 ]} قبل ذلك، كان الكالامين هو المادة الوحيدة المستخدمة لإنتاج الزنك. في عام 1798، حسّن يوهان كريستيان روبيرغ عملية الصهر ببناء أول فرن تقطير أفقي. ^{[ 103 ]} بنى جان جاك دانيال دوني نوعًا مختلفًا من أفران صهر الزنك الأفقية في بلجيكا، والتي كانت تعالج كميات أكبر من الزنك. ^{[ 87 ]} اكتشف الطبيب الإيطالي لويجي غالفاني عام 1780 أن توصيل الحبل الشوكي لضفدع تم تشريحه حديثًا بسكة حديدية مثبتة بخطاف نحاسي يتسبب في ارتعاش ساق الضفدع. ^{[ 104 ]} ظن خطأً أنه اكتشف قدرة الأعصاب والعضلات على توليد الكهرباء، وأطلق على هذه الظاهرة اسم " الكهرباء الحيوانية ". ^{[ 105 ]} سُميت الخلية الجلفانية وعملية الجلفنة نسبةً إلى لويجي جالفاني، وقد مهدت اكتشافاته الطريق للبطاريات الكهربائية والجلفنة والحماية الكاثودية . ^{[ 105 ]}

واصل أليساندرو فولتا ، صديق غالفاني ، أبحاثه حول هذه الظاهرة، واخترع خلية فولتا عام 1800. ^{[ 104 ]} تتكون خلية فولتا من مجموعة من الخلايا الجلفانية المبسطة ، كل منها عبارة عن صفيحة من النحاس وأخرى من الزنك موصولتين بمحلول إلكتروليتي . وبوضع هذه الوحدات على التوالي، تُنتج خلية فولتا (أو "البطارية") جهدًا أعلى، مما يُسهّل استخدامها مقارنةً بالخلايا الفردية. وينتج التيار الكهربائي لأن فرق جهد فولتا بين الصفيحتين المعدنيتين يُؤدي إلى تدفق الإلكترونات من الزنك إلى النحاس، مما يُسبب تآكل الزنك. ^{[ 104 ]}

أدى عدم مغناطيسية الزنك وانعدام لونه في المحلول إلى تأخير اكتشاف أهميته في الكيمياء الحيوية والتغذية. ^{[ 106 ]} تغير هذا الوضع في عام 1940 عندما تبين أن إنزيم الأنهيدراز الكربوني ، الذي ينقي ثاني أكسيد الكربون من الدم، يحتوي على الزنك في موقعه النشط . ^{[ 106 ]} وفي عام 1955، أصبح إنزيم الكاربوكسي ببتيداز الهاضم ثاني إنزيم معروف يحتوي على الزنك. ^{[ 106 ]}

يُعدّ الزنك رابع أكثر المعادن استخدامًا، بعد الحديد والألومنيوم والنحاس ، ويبلغ إنتاجه السنوي حوالي 13 مليون طن. ^{[ 39 ]} وتُعتبر شركة نيرستار ، الناتجة عن اندماج شركتي أوز مينيرالز الأسترالية وأوميكور البلجيكية، أكبر منتج للزنك في العالم . ^{[ 109 ]} ويأتي ما يقرب من 70% من الزنك العالمي من التعدين، بينما يأتي أكثر من 30% من إعادة تدوير الزنك الثانوي. ^{[ 110 ]} ومن المتوقع أن ترتفع نسبة الزنك المُعاد تدويره إلى أكثر من 50% بحلول عام 2050. ^{[ 111 ]}

يُعرف الزنك النقي تجارياً باسم الزنك عالي الجودة الخاص، والذي يُختصر غالباً إلى SHG ، وتبلغ نقاوته 99.995%. ^{[ 112 ]}

على مستوى العالم، يُستخرج 95% من الزنك الجديد من رواسب خام كبريتيدية ، حيث يختلط معدن السفاليريت (ZnS) دائمًا تقريبًا مع كبريتيدات النحاس والرصاص والحديد. ^{[ 113 ] : 6} تنتشر مناجم الزنك في جميع أنحاء العالم، وتتركز معظمها في الصين وأستراليا وبيرو. أنتجت الصين 38% من الإنتاج العالمي للزنك في عام 2014. ^{[ 39 ]}

يُنتج معدن الزنك باستخدام تقنيات استخلاص المعادن . ^{[ 114 ] : 7} يُطحن الخام طحنًا ناعمًا، ثم يُمرر عبر عملية التعويم الرغوي لفصل المعادن عن الشوائب (بناءً على خاصية كراهية الماء )، للحصول على مركز خام كبريتيد الزنك ^{[ 114 ] : 16} يتكون من حوالي 50% زنك، و32% كبريت، و13% حديد، و5% SiO₂_2. ^{[ 114 ] : 16}​

يؤدي التحميص إلى تحويل مركز كبريتيد الزنك إلى أكسيد الزنك: ^{[ 113 ]}

${\displaystyle {\ce {2ZnS + 3O2 ->[t^o] 2ZnO + 2SO2}}}$

يُستخدم ثاني أكسيد الكبريت في إنتاج حمض الكبريتيك، وهو ضروري لعملية الترشيح. إذا استُخدمت رواسب كربونات الزنك أو سيليكات الزنك أو الإسبينيل الزنكي (مثل رواسب سكوربيون في ناميبيا) لإنتاج الزنك، فيمكن الاستغناء عن عملية التحميص. ^{[ 115 ]}

تُستخدم طريقتان أساسيتان لمزيد من المعالجة: المعالجة الحرارية أو الاستخلاص الكهربائي . في المعالجة الحرارية، يُختزل أكسيد الزنك بالكربون أو أول أكسيد الكربون عند درجة حرارة 950 درجة مئوية (1740 درجة فهرنهايت) إلى معدن الزنك، الذي يُقطر على شكل بخار الزنك لفصله عن المعادن الأخرى غير المتطايرة عند هذه الدرجات. ^{[ 116 ]} يُجمع بخار الزنك في مكثف. ^{[ 113 ]} تصف المعادلات التالية هذه العملية: ^{[ 113 ]}  

${\displaystyle {\ce {ZnO + C ->[950^oC] Zn + CO}}}$

${\displaystyle {\ce {ZnO + CO ->[950^oC] Zn + CO2}}}$

في عملية الاستخلاص الكهربائي ، يتم ترشيح الزنك من مركز الخام بواسطة حمض الكبريتيك وتترسب الشوائب: ^{[ 117 ]}

${\displaystyle {\ce {ZnO + H2SO4 -> ZnSO4 + H2O}}}$

وأخيرًا، يتم اختزال الزنك عن طريق التحليل الكهربائي . ^{[ 113 ]}

${\displaystyle {\ce {2ZnSO4 + 2H2O -> 2Zn + O2 + 2H2SO4}}}$

يتم تجديد حمض الكبريتيك وإعادة تدويره إلى خطوة الترشيح.

عند تغذية الفولاذ المجلفن في فرن القوس الكهربائي ، ينصهر الفولاذ بينما يتبخر طلاء الزنك ويتحول إلى غبار الفرن؛ إذ يُنتج مصنع الصلب المتوسط ​​عشرات الآلاف من الأطنان من الغبار سنويًا بنسبة زنك تتراوح بين 15 و35%. ^{[ 111 ]} يمكن استخلاص الزنك من الغبار عبر عدد من العمليات، أبرزها عملية ويلز (90% في عام 2014). ^{[ 118 ]} ينتج عن إعادة تدوير الزنك 6.5  طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الزنك، مقارنةً بمتوسط ​​3.64  طن في عملية التعدين. تهدف العديد من العمليات التجريبية إلى زيادة الكفاءة، وتقليل إجمالي استهلاك الطاقة، وخفض إنتاج ثاني أكسيد الكربون إلى أقل من الناتج عن التعدين. ^{[ 111 ]} تشمل هذه العمليات معالجة حبيبات الزنك المحتوية على الغبار في فرن دوار ( مصنع كيميتسو ، نيبون ستيل). ^{[ 119 ] [ 120 ]} عملية SDHL (Saage, Dittrich, Hasche, Langbein)، وهي تعديلٌ لرفع كفاءة عملية Waelz؛ ^{[ 121 ]} عملية "DK"، وهي عملية معدلة لفرن الصهر تُنتج حديد الزهر وغبار أكسيد الزنك من غبار فرن الصهر والرواسب والنفايات الأخرى؛ ^{[ 122 ]} وعملية PRIMUS (فرن تبخير الزنك متعدد المراحل). ^{[ 123 ] [ 124 ]}

ينتج عن تكرير خامات الزنك الكبريتية كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت وبخار الكادميوم . تحتوي مخلفات الصهر وغيرها من البقايا على كميات كبيرة من المعادن.  تم استخراج وصهر حوالي 1.1 مليون طن من الزنك المعدني و130 ألف طن من الرصاص في بلدتي لا كالامين وبلومبيير البلجيكيتين بين عامي 1806 و1882. ^{[ 125 ]} تتسرب مخلفات عمليات التعدين السابقة مع الزنك والكادميوم، وتحتوي رواسب نهر غول على كميات لا يستهان بها من المعادن. ^{[ 125 ]} قبل حوالي ألفي عام، بلغ إجمالي انبعاثات الزنك من التعدين والصهر 10 آلاف طن سنويًا. بعد أن زادت انبعاثات الزنك عشرة أضعاف منذ عام 1850، بلغت ذروتها عند 3.4  مليون طن سنويًا في ثمانينيات القرن العشرين، ثم انخفضت إلى 2.7  مليون طن في تسعينياته، على الرغم من أن دراسة أجريت عام 2005 على طبقة التروبوسفير في القطب الشمالي وجدت أن تركيزات الزنك هناك لم تعكس هذا الانخفاض. وتحدث الانبعاثات البشرية والطبيعية بنسبة 20  إلى  1. ^{[ 14 ]}

قد تصل نسبة الزنك في الأنهار التي تمر عبر المناطق الصناعية والتعدينية إلى 20  جزءًا في المليون. ^{[ 126 ]} وتُسهم معالجة مياه الصرف الصحي الفعّالة في خفض هذه النسبة بشكل كبير؛ فعلى سبيل المثال، أدت المعالجة على طول نهر الراين  إلى خفض مستويات الزنك إلى 50 جزءًا في البليون. ^{[ 126 ]} وتؤثر تركيزات الزنك المنخفضة التي تصل إلى 2  جزء في المليون سلبًا على كمية الأكسجين التي تحملها الأسماك في دمائها. ^{[ 127 ]}

تُعدّ مصانع الزنك في لوتانا، المسؤولة تاريخياً عن ارتفاع مستويات المعادن في نهر ديروينت ، ^{[ 128 ]} أكبر مُصدّر للزنك في تسمانيا، حيث تُساهم بنسبة 2.5% من الناتج المحلي الإجمالي للولاية ، وتُنتج أكثر من 250,000 طن من الزنك سنوياً. ^{[ 129 ]}

قد تحتوي التربة الملوثة بالزنك نتيجة التعدين أو التكرير أو التسميد بمخلفات الزنك على عدة غرامات من الزنك لكل كيلوغرام من التربة الجافة.  وتؤدي مستويات الزنك التي تتجاوز 500 جزء في المليون في التربة إلى إعاقة قدرة النباتات على امتصاص المعادن الأساسية الأخرى ، مثل الحديد والمنغنيز . وقد سُجلت مستويات الزنك من 2000  إلى 180000 جزء في المليون (18%) في بعض عينات التربة. ^{[ 126 ]} 

يُستخدم الزنك بشكل شائع كعامل مضاد للتآكل ، ^{[ 131 ]} وتُعدّ عملية الجلفنة (طلاء الحديد أو الفولاذ ) الشكل الأكثر شيوعًا لاستخدامه. في عام 2009، استُخدم في الولايات المتحدة 55% من معدن الزنك، أي ما يعادل 893,000 طن، في عملية الجلفنة. ^{[ 130 ]}

يُعدّ الزنك أكثر تفاعلاً من الحديد أو الفولاذ، وبالتالي سيجذب معظم الأكسدة الموضعية حتى يتآكل تمامًا. ^{[ 132 ]} طبقة سطحية واقية من الأكسيد والكربونات ( Zn₅ (OH)₆ (CO₃ )_٢ )تتشكل طبقة واقية مع تآكل الزنك. ^{[ ١٣٣ ]} تدوم هذه الحماية حتى بعد خدش طبقة الزنك، لكنها تتلاشى بمرور الوقت مع تآكل الزنك. ^{[ ١٣٣ ]} يُطبق الزنك كيميائيًا كهربائيًا أو كزنك منصهر عن طريقالجلفنة بالغمس الساخنأو الرش. تُستخدم الجلفنة في الأسوار الشبكية، وقضبان الحماية، والجسور المعلقة، وأعمدة الإنارة، والأسقف المعدنية، والمبادلات الحرارية، وهياكل السيارات. ^{[ ١٣٤ ]}

تُعدّ فعالية الزنك النسبية وقدرته على جذب الأكسدة إليه من العوامل التي تجعله قطبًا تضحويًا فعالًا في الحماية الكاثودية . فعلى سبيل المثال، يمكن تحقيق الحماية الكاثودية لخط أنابيب مدفون عن طريق توصيل أقطاب مصنوعة من الزنك بالأنبوب. ^{[ 133 ]} يعمل الزنك كقطب سالب (أنود) حيث يتآكل ببطء أثناء مرور التيار الكهربائي عبر خط الأنابيب الفولاذي. ^{[ 133 ] [ د ]} يُستخدم الزنك أيضًا للحماية الكاثودية للمعادن المعرضة لمياه البحر. ^{[ 135 ]} يتآكل قرص الزنك المُثبّت على دفة السفينة الحديدية ببطء بينما تبقى الدفة سليمة. ^{[ 132 ]} وبالمثل، توفر سدادة الزنك المُثبّتة على المروحة أو الغطاء المعدني الواقي لعارضة السفينة حماية مؤقتة.

يُستخدم الزنك، ذو جهد القطب القياسي (SEP) البالغ -0.76 فولت ، كمادة قطب موجب في الخلايا الأولية . (يُستخدم الليثيوم الأكثر تفاعلية (SEP -3.04 فولت) في أقطاب بطاريات الليثيوم ). يُستخدم مسحوق الزنك بهذه الطريقة في البطاريات القلوية ، ويُصنع غلاف بطاريات الزنك والكربون (الذي يعمل أيضًا كقطب موجب) من صفائح الزنك. ^{[ 136 ] [ 137 ]} تُبذل جهود أيضًا لاستخدام الزنك كمادة قطب موجب في الخلايا الثانوية ذات التركيب الكيميائي المماثل، على سبيل المثال باستخدام إلكتروليتات متطورة. ^{[ 138 ]} يُستخدم الزنك كقطب موجب أو وقود في بطارية الزنك والهواء /خلية الوقود. ^{[ 139 ] [ 140 ] [ 141 ]} تعتمد بطارية تدفق الأكسدة والاختزال للزنك والسيريوم أيضًا على نصف خلية سالبة مصنوعة من الزنك. ^{[ 142 ]}

يُعدّ النحاس الأصفر من سبائك الزنك شائعة الاستخدام، حيث يُخلط النحاس مع الزنك بنسبة تتراوح بين 3% و45%، وذلك حسب نوع النحاس الأصفر. ^{[ 133 ]} يتميز النحاس الأصفر عمومًا بمرونته وقوته العالية مقارنةً بالنحاس، كما يتمتع بمقاومة فائقة للتآكل . ^{[ 133 ]} هذه الخصائص تجعله مفيدًا في معدات الاتصالات، والأجهزة، والآلات الموسيقية، وصمامات المياه. ^{[ 133 ]}

تشمل سبائك الزنك الأخرى شائعة الاستخدام النيكل الفضي ، ومعدن آلات الكتابة، ولحام الألومنيوم واللحام اللين ، والبرونز التجاري . ^{[ 27 ]} يُستخدم الزنك أيضًا في آلات الأرغن الحديثة كبديل لسبائك الرصاص/القصدير التقليدية في الأنابيب. ^{[ 143 ]} تُستخدم سبائك الزنك بنسبة 85-88%، والنحاس بنسبة 4-10%، والألومنيوم بنسبة 2-8% استخدامًا محدودًا في أنواع معينة من محامل الآلات. يُعد الزنك المعدن الأساسي في العملات المعدنية الأمريكية من فئة سنت واحد (البنسات) منذ عام 1982. ^{[ 144 ]} يُغطى لب الزنك بطبقة رقيقة من النحاس لإعطائه مظهر العملة النحاسية. في عام 1994، استُخدم 33,200 طن (36,600 طن قصير) من الزنك لإنتاج 13.6  مليار بنس في الولايات المتحدة. ^{[ 145 ]}

تُعدّ سبائك الزنك مع كميات قليلة من النحاس والألومنيوم والمغنيسيوم مفيدة في صب القوالب والصب الدوراني ، لا سيما في صناعات السيارات والكهرباء والأجهزة. ^{[ 27 ]} تُسوّق هذه السبائك تحت اسم زاماك . ^{[ 146 ]} ومن أمثلتها سبيكة الزنك والألومنيوم . تُمكّن درجة انصهارها المنخفضة ولزوجتها المنخفضة من إنتاج أشكال صغيرة ومعقدة. كما تُؤدي درجة حرارة التشغيل المنخفضة إلى تبريد سريع للمنتجات المصبوبة وإنتاج سريع للتجميع. ^{[ 27 ] [ 147 ]} سبيكة أخرى، تُسوّق تحت العلامة التجارية بريستال، تحتوي على 78% زنك و22% ألومنيوم، ويُقال إنها قوية تقريبًا كالفولاذ ولكنها مرنة كالبلاستيك. ^{[ 27 ] [ 148 ]} تسمح هذه المرونة الفائقة للسبيكة بتشكيلها باستخدام قوالب مصنوعة من السيراميك والأسمنت. ^{[ 27 ]}

يمكن تشكيل سبائك مماثلة، مع إضافة كمية صغيرة من الرصاص، بالدرفلة على البارد إلى صفائح. تُستخدم سبيكة من 96% زنك و4% ألومنيوم لصنع قوالب التشكيل لتطبيقات الإنتاج بكميات صغيرة، حيث تكون قوالب المعادن الحديدية باهظة الثمن. ^{[ 149 ]} أما بالنسبة لواجهات المباني، والأسقف، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب تشكيل الصفائح المعدنية بالسحب العميق ، أو الدرفلة ، أو الثني ، فتُستخدم سبائك الزنك مع التيتانيوم والنحاس. ^{[ 150 ]} يُعد الزنك غير المخلوط هشًا للغاية بالنسبة لهذه العمليات التصنيعية. ^{[ 150 ]}

يُستخدم الزنك، لكونه مادة كثيفة ورخيصة وسهلة التشكيل، كبديل للرصاص . وفي ظل المخاوف المتزايدة بشأن الرصاص ، ظهر الزنك في صناعة الأوزان المستخدمة في تطبيقات متنوعة، بدءًا من صيد الأسماك ^{[ 151 ]} وصولًا إلى موازنات الإطارات وعجلات الموازنة. ^{[ 152 ]}

يُعدّ تيلوريد الكادميوم والزنك (CZT) سبيكة شبه موصلة يمكن تقسيمها إلى مصفوفة من أجهزة استشعار صغيرة. ^{[ 153 ]} تشبه هذه الأجهزة الدوائر المتكاملة ، ويمكنها رصد طاقة فوتونات أشعة غاما الواردة . ^{[ 153 ]} وعند وضعها خلف قناع ماص، تستطيع مصفوفة مستشعرات CZT تحديد اتجاه الأشعة. ^{[ 153 ]}

استُهلك ما يقارب ربع إنتاج الزنك في الولايات المتحدة عام ٢٠٠٩ في مركبات الزنك؛ ^{[ ١٣٠ ]} والتي تُستخدم أنواعٌ عديدة منها صناعيًا. يُستخدم أكسيد الزنك على نطاق واسع كصبغة بيضاء في الدهانات وكعامل مساعد في صناعة المطاط لتبديد الحرارة. كما يُستخدم لحماية بوليمرات المطاط والبلاستيك من الأشعة فوق البنفسجية . ^{[ ١٣٤ ]} وتجعل خصائص أكسيد الزنك شبه الموصلة منه مفيدًا في المقاومات المتغيرة ومنتجات التصوير الضوئي. ^{[ ١٥٤ ]} وتُعد دورة الزنك-أكسيد الزنك عملية كيميائية حرارية ثنائية الخطوات تعتمد على الزنك وأكسيد الزنك لإنتاج الهيدروجين . ^{[ ١٥٥ ]}

يُضاف كلوريد الزنك غالبًا إلى الأخشاب كمادة مثبطة للاشتعال ^{[ 156 ]} وأحيانًا كمادة حافظة للخشب ^{[ 157 ]} . ويُستخدم في صناعة مواد كيميائية أخرى ^{[ 156 ]} . ميثيل الزنك ( Zn(CH3 ₎ )₂ ) يُستخدم في عدد منعمليات التخليق. ^{[ 158 ]} يُستخدمكبريتيد الزنكالمضيئة، مثل عقارب الساعاتالأشعة السينيةوالتلفزيون، وفيالدهانات المضيئة. ^{[ 159 ]} تُستخدم بلورات ZnS فيالليزرالأشعة تحت الحمراءالمتوسطةمن الطيف. ^{[ 160 ]} كبريتات الزنكمادة كيميائية تدخل فيصناعة الأصباغوالملونات. ^{[ 156 ]} يُستخدمبيريثيون الزنكالمضادة للترسبات. ^{[ 161 ]}

يُستخدم مسحوق الزنك أحيانًا كوقود دافع في الصواريخ النموذجية . ^{[ 162 ]} عند إشعال خليط مضغوط من 70% زنك و30% مسحوق كبريت ، يحدث تفاعل كيميائي عنيف. ^{[ 162 ]} ينتج عن هذا التفاعل كبريتيد الزنك، بالإضافة إلى كميات كبيرة من الغاز الساخن والحرارة والضوء. ^{[ 162 ]}

تُستخدم صفائح الزنك المعدنية كغطاء متين للأسقف والجدران وأسطح العمل، والتي تُشاهد غالبًا في المطاعم الصغيرة ومحلات بيع المحار ، وتُعرف بمظهرها الريفي الناتج عن تأكسد سطحها مع الاستخدام، والذي يتحول إلى طبقة زرقاء رمادية، بالإضافة إلى قابليتها للخدش. ^{[ 163 ] [ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]}

⁶⁴يُعدّ الزنك (Zn) ، وهو النظير الأكثر وفرة للزنك، شديد الحساسية للتنشيط النيوتروني ، حيث يتحول إلى النظير المشعّ للغاية ⁶⁵يبلغ عمر النصف للزنك 244 يومًا، وينتج إشعاع غاما مكثفًا . ولهذا السبب، فإن أكسيد الزنك المستخدم في المفاعلات النووية كعامل مضاد للتآكل ينضب بنسبة ^64%.يُطلق على الزنك قبل استخدامه اسم أكسيد الزنك المستنفد . وللسبب نفسه، اقتُرح الزنك كمادة ملحية للأسلحة النووية ( الكوبالت مادة ملحية أخرى أكثر شهرة). ^{[ 167 ]} غلاف من ⁶⁴ المخصب بالنظائرسيتعرض الزنك للإشعاع بفعل التدفق النيوتروني عالي الطاقة الناتج عن انفجار سلاح نووي حراري، مما يؤدي إلى تكوين كمية كبيرة من ⁶⁵يؤدي الزنك إلى زيادة كبيرة في النشاط الإشعاعي للمخلفات الناتجة عن السلاح . ^{[ 167 ]} من غير المعروف أن مثل هذا السلاح قد تم بناؤه أو اختباره أو استخدامه على الإطلاق. ^{[ 167 ]}

⁶⁵يُستخدم الزنك كمتتبع لدراسة كيفية تآكل السبائك التي تحتوي على الزنك، أو مسار ودور الزنك في الكائنات الحية. ^{[ 168 ]}

تُستخدم مركبات ثنائي ثيوكاربامات الزنك كمبيدات فطرية زراعية ، ومنها زينيب ، وميتيرام، وبروبينيب، وزيرام. ^{[ 169 ]} ويُستخدم نفثينات الزنك كمادة حافظة للخشب. ^{[ 170 ]} ويُستخدم الزنك في صورة ZDDP كمادة مضافة مضادة للتآكل للأجزاء المعدنية في زيت المحرك. ^{[ 171 ]}

كيمياء مركبات الزنك العضوية هي علم المركبات التي تحتوي على روابط كربون-زنك، وتصف خصائصها الفيزيائية، وطرق تصنيعها، وتفاعلاتها الكيميائية. تُعدّ العديد من مركبات الزنك العضوية ذات أهمية تجارية. ^{[ 173 ] [ 174 ] [ 175 ] [ 176 ]} ومن بين تطبيقاتها المهمة:

• تفاعل فرانكلاند-دوبا الذي يتفاعل فيه إستر الأكسالات (ROCOCOOR) مع هاليد الألكيل R'X والزنك وحمض الهيدروكلوريك لتكوين إسترات ألفا هيدروكسي كاربوكسيلية RR'COHCOOR ^{[ 177 ] [ 178 ]}
• تتمتع مركبات الزنك العضوية بتفاعل مشابه لكواشف غرينيارد ، لكنها أقل نيوكليوفيلية بكثير، كما أنها باهظة الثمن ويصعب التعامل معها. عادةً ما تُجري مركبات الزنك العضوية إضافة نيوكليوفيلية على الكواشف الإلكتروفيلية مثل الألدهيدات ، والتي تُختزل بعد ذلك إلى كحولات . تشمل مركبات الزنك العضوية ثنائية العضوية المتوفرة تجاريًا ثنائي ميثيل الزنك ، وثنائي إيثيل الزنك، وثنائي فينيل الزنك . ومثل كواشف غرينيارد، تُنتج مركبات الزنك العضوية عادةً من طليعة البروم العضوية .

يُستخدم الزنك على نطاق واسع في التحفيز في التخليق العضوي، بما في ذلك التخليق الانتقائي للإنانتوميرات ، كونه بديلاً رخيصاً ومتوفراً بسهولة لمركبات المعادن النفيسة. ويمكن مقارنة النتائج الكمية (الناتج والزيادة الإنانتيوميرية ) التي يتم الحصول عليها باستخدام محفزات الزنك الكيرالية بتلك التي يتم الحصول عليها باستخدام البلاديوم والروثينيوم والإيريديوم وغيرها. ^{[ 179 ]}

في معظم المكملات الغذائية اليومية من الفيتامينات والمعادن التي تُباع بدون وصفة طبية والمكونة من قرص واحد، يُضاف الزنك بأشكال مثل أكسيد الزنك ، وأسيتات الزنك ، وغلوكونات الزنك ، أو مخلب الأحماض الأمينية للزنك. ^{[ 180 ] [ 181 ]}

يُنصح عمومًا بتناول مكملات الزنك كإجراء وقائي في المناطق التي يرتفع فيها خطر نقص الزنك (مثل البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط). ^{[ 182 ]} على الرغم من أن كبريتات الزنك هي الشكل الأكثر شيوعًا للزنك، إلا أن سترات الزنك، وغلوكونات الزنك، وبيكولينات الزنك قد تكون خيارات مناسبة أيضًا. تُمتص هذه الأشكال بشكل أفضل من أكسيد الزنك. ^{[ 183 ]}

تشمل مستحضرات الزنك الموضعية تلك المستخدمة على الجلد، وغالبًا ما تكون على شكل أكسيد الزنك . وتُقرّ إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) عمومًا بأن أكسيد الزنك آمن وفعال ^{[ 194 ]} ، ويُعتبر شديد الثبات الضوئي ^{[ 195 ]} . يُعدّ أكسيد الزنك أحد أكثر المكونات النشطة شيوعًا في تركيبات واقيات الشمس للتخفيف من حروق الشمس ^{[ 76 ]} . وعند وضعه بطبقة رقيقة على منطقة الحفاض ( العجان ) مع كل تغيير للحفاض، فإنه يحمي من طفح الحفاض ^{[ 76 ]} .

يُستخدم الزنك المخلّب في معاجين الأسنان وغسولات الفم لمنع رائحة الفم الكريهة ؛ ويساعد سترات الزنك على تقليل تراكم الجير . ^{[ 196 ] [ 197 ]}

يُضاف بيريثيون الزنك على نطاق واسع إلى الشامبو لمنع قشرة الرأس. ^{[ 198 ]}

وقد ثبت أيضاً أن الزنك الموضعي يعالج بشكل فعال، بالإضافة إلى إطالة فترة الهدوء في حالات الهربس التناسلي . ^{[ 199 ]}

يُعدّ الزنك حمض لويس فعالاً ، مما يجعله عاملاً حفزياً مفيداً في تفاعلات الهيدروكسيل وغيرها من التفاعلات الإنزيمية. ^{[ 213 ]} كما يتميز هذا المعدن بهندسة تنسيقية مرنة ، تسمح للبروتينات التي تستخدمه بتغيير بنيتها بسرعة لأداء التفاعلات البيولوجية. ^{[ 214 ]} ومن الأمثلة على الإنزيمات المحتوية على الزنك، إنزيم الأنهيدراز الكربوني وإنزيم الكاربوكسي ببتيداز ، وهما ضروريان لعمليات إنتاج ثاني أكسيد الكربون ( CO2).₂ ) تنظيم وهضم البروتينات، على التوالي. ^{[ 215 ]}

في دم الفقاريات، يحول إنزيم الأنهيدراز الكربوني ثاني أكسيد الكربون₂ إلى بيكربونات، ويقوم نفس الإنزيم بتحويل البيكربونات مرة أخرى إلىثاني أكسيد الكربون._٢- لعملية الزفير عبر الرئتين. ^{[ ٢١٦ ]} بدون هذا الإنزيم، ستحدث هذه العملية أبطأ بحوالي مليون مرة ^{[ ٢١٧ ]} عند درجة حموضةالدم الطبيعيةالبالغة ٧، أو ستتطلب درجة حموضة ١٠ أو أكثر. ^{[ ٢١٨ ]} إنزيم بيتا-كربونيك أنهيدراز غير ذي صلة ضروري في النباتات لتكوين الأوراق، وتخليقحمض الإندول أسيتيك(الأوكسين)،والتخمر الكحولي. ^{[ ٢١٩ ]}

يقوم إنزيم الكاربوكسيببتيداز بكسر الروابط الببتيدية أثناء هضم البروتينات. تتشكل رابطة تساهمية تناسقية بين الببتيد الطرفي ومجموعة الكربونيل (C=O) المرتبطة بالزنك، مما يُكسب ذرة الكربون شحنة موجبة. يساعد هذا على تكوين جيب كاره للماء على الإنزيم بالقرب من الزنك، والذي يجذب الجزء غير القطبي من البروتين الذي يتم هضمه. ^{[ 215 ]}

يُعرف الزنك بأنه ناقل قادر على تنشيط مسارات الإشارات الخلوية. وتُشكل العديد من هذه المسارات القوة الدافعة لنمو السرطان غير الطبيعي. ويمكن استهدافها من خلال ناقلات ZIP . ^{[ 220 ]}

يؤدي الزنك دورًا هيكليًا بحتًا في أصابع الزنك ، والالتواءات، والتجمعات. ^{[ 221 ]} تُشكل أصابع الزنك أجزاءً من بعض عوامل النسخ ، وهي بروتينات تتعرف على تسلسلات قواعد الحمض النووي أثناء تضاعف الحمض النووي ونسخه . كل من أيونات الزنك التسعة أو العشرة Zn2 ⁺تساعد الأيونات الموجودة في إصبع الزنك في الحفاظ على بنية الإصبع من خلال الارتباط المنسق بأربعة أحماض أمينية في عامل النسخ. ^{[ 217 ]}

في بلازما الدم ، يرتبط الزنك بالألبومين (بنسبة 60%، بألفة منخفضة) والترانسفيرين (بنسبة 10%)، ويتم نقله بواسطتهما. ^{[ 203 ]} ولأن الترانسفيرين ينقل الحديد أيضًا، فإن زيادة الحديد تقلل من امتصاص الزنك، والعكس صحيح. ويوجد تأثير معاكس مماثل مع النحاس. ^{[ 222 ]} ويبقى تركيز الزنك في بلازما الدم ثابتًا نسبيًا بغض النظر عن كمية الزنك المتناولة. ^{[ 213 ]} وتستخدم خلايا الغدة اللعابية والبروستاتا والجهاز المناعي والأمعاء إشارات الزنك للتواصل مع الخلايا الأخرى. ^{[ 223 ]}

قد يُخزَّن الزنك في مخزون الميثالوثيونين داخل الكائنات الدقيقة أو في أمعاء أو كبد الحيوانات. ^{[ 224 ]} يستطيع الميثالوثيونين الموجود في خلايا الأمعاء تعديل امتصاص الزنك بنسبة تتراوح بين 15 و40%. ^{[ 225 ]} مع ذلك، فإن تناول كميات غير كافية أو زائدة من الزنك قد يكون ضارًا؛ إذ يُضعف فرط الزنك امتصاص النحاس بشكل خاص لأن الميثالوثيونين يمتص كلا المعدنين. ^{[ 226 ]}

يحتوي ناقل الدوبامين البشري على موقع ارتباط خارجي عالي الألفة بالزنك ، والذي يثبط، عند ارتباطه بالزنك، إعادة امتصاص الدوبامين ويزيد من تدفق الدوبامين الناتج عن الأمفيتامين في المختبر . ^{[ 227 ] [ 228 ] [ 229 ]} لا يحتوي ناقل السيروتونين البشري وناقل النورإبينفرين على مواقع ارتباط بالزنك. ^{[ 229 ]} بعض البروتينات الرابطة للكالسيوم ذات نطاق EF ، مثل S100 أو NCS-1، قادرة أيضًا على الارتباط بأيونات الزنك. ^{[ 230 ]}

يعاني ما يقرب من ملياري شخص في العالم النامي من نقص الزنك. وتشمل الفئات الأكثر عرضة للخطر الأطفال في البلدان النامية وكبار السن المصابين بأمراض مزمنة. ^{[ 19 ]} عند الأطفال، يتسبب نقص الزنك في زيادة العدوى والإسهال، ويساهم في وفاة حوالي 800,000 طفل سنويًا حول العالم. ^{[ 16 ]} وتوصي منظمة الصحة العالمية بتناول مكملات الزنك لعلاج سوء التغذية الحاد والإسهال. ^{[ 240 ]} تساعد مكملات الزنك على الوقاية من الأمراض وخفض معدل الوفيات، خاصة بين الأطفال ذوي الوزن المنخفض عند الولادة أو الذين يعانون من توقف النمو. ^{[ 240 ]} ومع ذلك، لا ينبغي تناول مكملات الزنك بمفردها، لأن العديد من سكان العالم النامي يعانون من نقص في عدة عناصر غذائية، ويتفاعل الزنك مع عناصر غذائية دقيقة أخرى . ^{[ 241 ]} في حين أن نقص الزنك عادةً ما يكون ناتجًا عن عدم كفاية المدخول الغذائي، إلا أنه قد يرتبط بسوء الامتصاص ، والتهاب الجلد المعوي ، وأمراض الكبد المزمنة، وأمراض الكلى المزمنة، ومرض فقر الدم المنجلي ، وداء السكري ، والأورام الخبيثة ، وغيرها من الأمراض المزمنة. ^{[ 19 ]}

في الولايات المتحدة، أظهر مسحٌ اتحاديٌّ لاستهلاك الغذاء أن متوسط ​​استهلاك النساء والرجال الذين تزيد أعمارهم عن 19 عامًا بلغ 9.7 و14.2  ملغ/يوم على التوالي. وبلغت نسبة النساء اللاتي استهلكن أقل من المعدل المُوصى به 17%، بينما بلغت هذه النسبة 11% لدى الرجال. وقد ازدادت نسبة من استهلكوا أقل من المعدل المُوصى به مع التقدم في العمر. ^{[ 242 ]} وأفاد آخر تحديث منشور للمسح (NHANES 2013-2014) بانخفاض المتوسطات إلى 9.3 و13.2  ملغ/يوم، مع انخفاض الاستهلاك أيضًا مع التقدم في العمر. ^{[ 243 ]}

تتنوع أعراض نقص الزنك الخفيف. ^{[ 213 ]} تشمل النتائج السريرية تباطؤ النمو، والإسهال، والعجز الجنسي، وتأخر البلوغ، وتساقط الشعر ، وآفات العين والجلد، وضعف الشهية، واضطرابات الإدراك، وضعف وظائف المناعة، واضطرابات في استخدام الكربوهيدرات، وتشوهات خلقية في الجهاز التناسلي . ^{[ 213 ]} يُضعف نقص الزنك المناعة، ^{[ 244 ]} ولكن زيادته تُضعفها أيضاً. ^{[ 203 ]}

على الرغم من بعض المخاوف، ^{[ 245 ]} لا يعاني النباتيون الغربيون والنباتيون الصرف من نقص الزنك الصريح أكثر من آكلي اللحوم. ^{[ 246 ]} تشمل المصادر النباتية الرئيسية للزنك الفاصوليا المجففة المطبوخة، والخضراوات البحرية، والحبوب المدعمة، ومنتجات الصويا، والمكسرات، والبازلاء، والبذور. ^{[ 245 ]} ومع ذلك، قد تتداخل الفيتات الموجودة في العديد من الحبوب الكاملة والألياف مع امتصاص الزنك، كما أن تأثيرات تناول كميات قليلة من الزنك غير مفهومة جيدًا. يمكن أن يساهم عامل استخلاب الزنك، الفيتات ، الموجود في البذور ونخالة الحبوب ، في سوء امتصاص الزنك. ^{[ 19 ]} تشير بعض الأدلة إلى أن تناول كميات أكبر من الكمية الموصى بها يوميًا في الولايات المتحدة (8 ملغ/يوم للنساء البالغات؛ 11 ملغ/يوم للرجال البالغين) قد يكون ضروريًا لمن يتبعون نظامًا غذائيًا غنيًا بالفيتات، مثل بعض النباتيين. ^{[ 245 ]} تحاول إرشادات الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA) التعويض عن ذلك من خلال التوصية بتناول كميات أكبر من الزنك عند زيادة تناول الفيتات في النظام الغذائي. ^{[ 231 ]} يجب موازنة هذه الاعتبارات مع ندرة المؤشرات الحيوية الكافية للزنك ، والمؤشر الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، وهو زنك البلازما، يتميز بحساسية ونوعية ضعيفة . ^{[ 247 ]}  

يمكن أن تنمو أنواع من نباتات الخلنج (Calluna) والإريكا ( Erica ) والتوت البري (Vaccinium) في التربة الغنية بالزنك، لأن انتقال الأيونات السامة يتم منعه بفعل الفطريات الجذرية الإريكية . ^{[ 248 ]}

يبدو أن نقص الزنك هو أكثر أنواع نقص المغذيات الدقيقة شيوعًا في المحاصيل الزراعية، وهو شائع بشكل خاص في التربة ذات الرقم الهيدروجيني المرتفع. [249] تُزرع ^{تربة تفتقر إلى} الزنك في الأراضي الزراعية لنحو نصف تركيا والهند، وثلث الصين، ومعظم غرب أستراليا. وقد سُجلت استجابات ملحوظة لتسميد الزنك في هذه المناطق. ^{[ 14 ]} النباتات التي تنمو في تربة تفتقر إلى الزنك أكثر عرضة للأمراض. يُضاف الزنك إلى التربة بشكل أساسي من خلال تجوية الصخور، ولكن أضافه الإنسان أيضًا من خلال احتراق الوقود الأحفوري، ومخلفات المناجم، والأسمدة الفوسفاتية، والمبيدات الحشرية ( فوسفيد الزنك )، والحجر الجيري، والسماد العضوي، وحمأة الصرف الصحي، وجزيئات من الأسطح المجلفنة. يُعدّ الزنك الزائد سامًا للنباتات، على الرغم من أن سمية الزنك أقل انتشارًا بكثير. ^{[ 14 ]}

على الرغم من أن الزنك عنصر أساسي للصحة الجيدة، إلا أن زيادته قد تكون ضارة. إذ يؤدي فرط امتصاص الزنك إلى تثبيط امتصاص النحاس والحديد. ^{[ 226 ]} يُعد أيون الزنك الحر في المحلول شديد السمية للنباتات واللافقاريات، وحتى الأسماك الفقارية. ^{[ 250 ]} نموذج نشاط الأيون الحر راسخ في الأدبيات العلمية، ويُظهر أن كميات ضئيلة جدًا (بالميكرومول) من الأيون الحر كافية لقتل بعض الكائنات الحية. وقد أظهر مثال حديث أن 6 ميكرومول من الأيون الحر قتلت 93% من جميع أنواع دافنيا في الماء. ^{[ 251 ]}

أيون الزنك الحر حمض لويس قوي لدرجة أنه يُسبب التآكل . يحتوي حمض المعدة على حمض الهيدروكلوريك ، الذي يذوب فيه الزنك المعدني بسهولة مُنتجًا كلوريد الزنك المُسبب للتآكل. قد يُؤدي ابتلاع قطعة نقدية أمريكية من فئة سنت واحد (97.5% زنك) تم تداولها بعد عام 1982 إلى تلف بطانة المعدة نظرًا لذوبان أيون الزنك العالي في المعدة الحمضية. ^{[ 252 ]}

تشير الأدلة إلى أن الأشخاص الذين يتناولون 100-300  ملغ من الزنك يوميًا قد يعانون من نقص النحاس المُستحث . لاحظت دراسة أجريت عام 2007 أن كبار السن من الرجال الذين يتناولون 80  ملغ يوميًا كانوا يُدخلون المستشفى بسبب مضاعفات بولية أكثر من أولئك الذين تناولوا دواءً وهميًا. ^{[ 253 ]} قد تتداخل مستويات الزنك التي تتراوح بين 100 و300  ملغ مع استخدام النحاس والحديد أو تؤثر سلبًا على الكوليسترول. ^{[ 226 ]} يُعيق الزنك الموجود بتركيز يزيد عن 500  جزء في المليون في التربة امتصاص النباتات للمعادن الأساسية الأخرى، مثل الحديد والمنغنيز. ^{[ 126 ]} يمكن أن تحدث حالة تُسمى رعشة الزنك أو "قشعريرة الزنك" نتيجة استنشاق أبخرة الزنك أثناء لحام أو صهر المواد المجلفنة. ^{[ 159 ]} يُعد الزنك مكونًا شائعًا في كريمات أطقم الأسنان ، والتي قد تحتوي على ما بين 17 و38  ملغ من الزنك لكل غرام. وقد سُجلت حالات إعاقة، بل وحتى وفيات، نتيجة الإفراط في استخدام هذه المنتجات. ^{[ 254 ]}

تُشير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) إلى أن الزنك يُتلف مستقبلات الأعصاب في الأنف، مما يُسبب فقدان حاسة الشم . وقد سُجّلت حالات فقدان حاسة الشم في ثلاثينيات القرن الماضي عندما استُخدمت مستحضرات الزنك في محاولة فاشلة للوقاية من عدوى شلل الأطفال . ^{[ 255 ]} وفي 16 يونيو/حزيران 2009، أمرت إدارة الغذاء والدواء بسحب منتجات البرد الأنفية التي تحتوي على الزنك من رفوف المتاجر. وأوضحت الإدارة أن فقدان حاسة الشم قد يُهدد الحياة، لأن الأشخاص الذين يُعانون من ضعف حاسة الشم لا يستطيعون اكتشاف تسرب الغاز أو الدخان، ولا يُمكنهم معرفة ما إذا كان الطعام قد فسد قبل تناوله. ^{[ 256 ]}

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن بيريثيون الزنك المضاد للميكروبات الموضعي هو محفز قوي لاستجابة الصدمة الحرارية ، وقد يؤدي إلى إضعاف السلامة الجينية مع تحفيز أزمة الطاقة المعتمدة على PARP في الخلايا الكيراتينية والخلايا الميلانينية البشرية المستزرعة . ^{[ 257 ]}

في عام ١٩٨٢، بدأت دار سك العملة الأمريكية بسكّ عملات بنس مطلية بالنحاس ولكنها تحتوي بشكل أساسي على الزنك. تشكل عملات البنس الزنكية خطر التسمم بالزنك، والذي قد يكون مميتًا. سُجّلت حالة ابتلاع مزمن لـ ٤٢٥ عملة بنس (أكثر من  كيلوغرام واحد من الزنك) أدت إلى الوفاة بسبب تسمم الدم البكتيري والفطري المعوي . مريض آخر ابتلع ١٢  غرامًا من الزنك لم تظهر عليه سوى أعراض الخمول وترنح الحركة (فقدان واضح لتناسق حركات العضلات). ^{[ ٢٥٨ ]} كما سُجّلت عدة حالات أخرى لأشخاص عانوا من التسمم بالزنك نتيجة ابتلاع عملات معدنية مصنوعة من الزنك. ^{[ ٢٥٩ ] [ ٢٦٠ ]}

قد تبتلع الكلاب أحيانًا قطعًا نقدية صغيرة، مثل البنسات، مما يستدعي تدخل الطبيب البيطري لإزالة هذه الأجسام الغريبة. يُمكن أن يُسبب محتوى الزنك في بعض العملات المعدنية تسممًا بالزنك، وهو أمرٌ قاتلٌ في الغالب للكلاب نتيجة فقر الدم الانحلالي الحاد وتلف الكبد أو الكلى؛ ومن الأعراض المحتملة القيء والإسهال. ^{[ 261 ]} يُعد الزنك شديد السمية للببغاوات ، وقد يكون التسمم به قاتلًا في كثير من الأحيان. ^{[ 262 ]} وقد أدى استهلاك عصائر الفاكهة المُخزنة في علب معدنية مجلفنة إلى حالات تسمم جماعي للببغاوات بالزنك. ^{[ 76 ]}