Pierwiastek chemiczny kadm jest sklasyfikowany jako metal przejściowy. Został odkryty w 1817 roku przez Friedricha Stromeyera.

Strefa danych

Klasyfikacja:	Kadm to metal przejściowy
Kolor:	niebieskawo-biały
Masa atomowa:	112,41
Stan:	ciało stałe
Temperatura topnienia:	321,1 oC, 594,3 K
Temperatura wrzenia:	765 oC, 1038 K
Elektrony:	48
Protony:	48
Neutrony w większości izotopów:	66
Powłoki elektronowe:	2,8,18,18,2
Konfiguracja elektronowa:	4d10 5s2
Gęstość @ 20oC:	8,65 g / cm3

Pokaż więcej, w tym: Ciepła, Energie, Utlenianie, Reakcje,
Związki, Promienie, Przewodności

Objętość atomowa:	13,1 cm3 / mol
Struktura:	hcp: sześciokątny zwarty
Twardość:	2,0 mohs
Ciepło właściwe	0,23 J g-1 K-1
Ciepło topnienia	6,192 kJ mol-1
Ciepło atomizacji	112 kJ mol-1
Ciepło parowania	99,87 kJ mol-1
Pierwsza energia jonizacji	867,7 kJ mol-1
Energia drugiej jonizacji	1631,4 kJ mol-1
Energia trzeciej jonizacji	3616,2 kJ mol-1
Powinowactwo elektronowe	–
Minimalny stopień utlenienia	0
Min. wspólny nr utlenienia	0
Maksymalny stopień utlenienia	2
Max. wspólny nr utleniania	2
Elektroujemność (skala Paulinga)	1,69
Polaryzowalność głośność	7,2 ≥3
Reakcja z powietrzem	łagodna, w / ht ⇒ CdO
Reakcja z 15 M HNO3	łagodne ⇒ Cd (NO3) 2, NOx
Reakcja z 6 M HCl	łagodne, ⇒ H2, CdCl2
Reakcja z 6 M NaOH	brak
Tlenek (s)	CdO, CdO2
Wodorki	CdH2
Chlorki	CdCl2
Promień atomowy	151 po południu
Promień jonowy (1+ jon)	–
Promień jonowy (2+ jon)	109 po południu
Promień jonowy (jon 3+)	–
Promień jonowy (1-jonowy)	–
Promień jonowy (2-jonowy)	–
Promień jonowy (3-jonowy)	–
Przewodność cieplna	96,6 W m-1 K-1
Przewodność elektryczna	14,7 x 106 S m-1
Temperatura krzepnięcia / topnienia:	321,1 oC, 594,3 K

Mała kulka wykonana z kadmu i monety z informacją o rozmiarze.

Friedrich Stromeyer, który odkrył kadm w 1817 roku.

Okolice kadmu okresowego w sąsiedztwie

	Grupa 11	Grupa 12	Grupa 13
4	29 Cu	30 Zn	31 Ga
5	47 Ag	48 Cd	49 In
6	79 Au	80 Hg	81 Tl

Skład chemiczny kadmu jest podobny do cynku i występuje w tym samym rudy. Cynk znajduje się powyżej kadmu w układzie okresowym. Podobnie jak rtęć pod nim, kadm i jego związki są silnie toksyczne. Niektórzy chemicy nie uważają kadmu za prawdziwy metal przejściowy, ponieważ ma on pełną skorupę d elektronów. Definicja IUPAC metalu przejściowego to taki, którego atomy mają niepełną d podpowłokę lub który może dawać początek kationom z niepełną d podpowłoką. Zgodnie z tą definicją kadm, którego jony mają niepełne powłoki elektronowe d, jest metalem przejściowym.

Odkrycie kadmu

Kadm został odkryty przez niemieckiego chemika Friedricha Stromeyera w 1817 roku jako zanieczyszczenie tlenku cynku. (1)

Stromeyer dokonał odkrycia na prośbę rządu o zbadanie aptek w mieście Hildesheim w Niemczech.

W tamtych czasach tlenek cynku był używany, tak jak jest, w leczeniu chorób skóry. Z jakiegoś powodu apteki Hildesheim sprzedawały węglan cynku zamiast zwykłego tlenku cynku.

Stromeyer był świadomy, że podgrzewanie węglanu cynku do czerwoności spowoduje jego konwersję w tlenek. Zrobił to z próbkami z aptek. Odkrył, że genialny biały węglan zamienił się w tlenek, który powinien być biały, ale w rzeczywistości był żółto-pomarańczowy.

Zwykle ten kolor sugerowałby zanieczyszczenie żelazem lub ołowiem, ale Stromeyer nie mógł znaleźć żadnego śladu tych pierwiastków.

Odwiedził fabrykę w Salzgitter, gdzie apteki kupowały węglan cynku. Zapytał, dlaczego sprzedają węglan cynku zamiast zwykłego tlenku.

Kierownik wyjaśnił mu, że ich węglan cynku ma oczekiwany kolor – biały – i jest łatwy w sprzedaży.

Kiedy próbowali zamienić węglan w tlenek przez ogrzewanie, zawsze stawał się żółty. Ponieważ tlenek cynku powinien być biały, nie mogli go sprzedać. Dokładnie przeanalizowali go pod kątem zanieczyszczenia żelazem, ale nie znaleźli żadnego.

Następnie Stromeyer zdecydował, że sam dokładnie przeanalizuje ten żółty tlenek cynku. Stwierdził, że żółty kolor był spowodowany „obecnością specyficznego metalicznego tlenku, o którego istnieniu nie podejrzewano dotychczas”.

Wyodrębnił ten nowy tlenek metalu z tlenku cynku, a następnie zredukował go, aby wyizolować pierwszy na świecie kadm. Porównał jego wygląd do platyny i zmierzył jego gęstość na 8,75 g / cm3 – bardzo zbliżoną do dzisiejszej zaakceptował wartość.

Wykonał dalsze prace i odkrył, że inne związki cynku również zawierały jego nowy metal. Przeanalizował „czysty” cynk metaliczny i stwierdził, że jego nowy metal był obecny nawet w nim.

Oszacował, że nowy metal był obecny w ilości od 0,1% do 1% w cynku i jego związkach, z którego był w stanie wyodrębnić 3 gramy czystego kadmu.

Stromeyer zasugerował nazwę kadmu po „kadmii” łacińska nazwa kalaminy. Kalamina to stara nazwa rudy cynku.

Kadm został odkryty niezależnie przez niemieckiego chemika Karla Hermanna w 1818 roku. Hermann zauważył nieoczekiwany żółty kolor w siarczku cynku . Zakładano, że kolor żółty pochodzi z zanieczyszczeń arszenikowych, ale Hermann zdał sobie sprawę, że w rzeczywistości jest to spowodowane wcześniej nieznanym ele ment. (2)

Tellurku kadmu używa się do produkcji cienkowarstwowych ogniw słonecznych, pochłaniają ponad 90% światła widzialnego. Obraz: NREL

Zanieczyszczenia magnezu w nanokryształach kadmu i selenu na dwóch różnych poziomach szczeliny : (a) rezonansowy i (b) hybrydowy. Obraz: NERSC

Wygląd i charakterystyka

Szkodliwe skutki:

Kadm i jego związki są wysoce toksyczne.

Charakterystyka:

Kadm to miękki, kowalny, ciągliwy, niebieskawo-biały metal, który można łatwo ciąć nożem. Jest doskonałym przewodnikiem elektrycznym i wykazuje dobrą odporność na korozję i atak chemikaliów.

Pod wieloma względami jest podobny do cynku w swoich właściwościach chemicznych.

Kadm matowieje w powietrzu i jest rozpuszczalny w kwasach, ale nie w zasadach.

Metal spala się w powietrzu, tworząc brązowy tlenek kadmu (CdO).

Zastosowania kadmu

Głównym zastosowaniem kadmu jest w bateriach (szczególnie akumulatory niklowo-kadmowe, NiCad, akumulatory).

Kadm ze względu na niski współczynnik tarcia i wysoką odporność na zmęczenie jest stosowany w stopach na łożyska. Kadm jest stosowany w stopach niskotopliwych i jest składnikiem wielu rodzajów lutowia. Znajduje również zastosowanie w galwanotechnice.

Związki zawierające kadm są używane w czarno-białych luminoforach telewizyjnych oraz w niebieskich i zielonych luminoforach w kineskopach do telewizji kolorowej. Siarczek kadmu jest używany jako żółty pigment, a selenek kadmu jako czerwony pigment, często nazywany czerwienią kadmu.

Kadm i tellur można połączyć w cienkowarstwowe moduły fotowoltaiczne CdTe, których właściwości fizyczne są idealne dla produkcja ogniw słonecznych. Są stosunkowo tanie i mają prawie idealne pasmo zabronione do zbierania energii słonecznej.

Obfitość i izotopy

Obfitość skorupy ziemskiej: 150 części na miliard wagowo, 30 części na miliard na mol

Obfitość układu słonecznego: 6 części na miliard wagowo, 70 części na bilion na mole

Koszt, czysty: 46 USD za 100 g

Koszt, luzem: 0,77 USD na 100g

Źródło: Kadm występuje najczęściej w małych ilościach w połączeniu z rudami cynku, takimi jak sfaleryt (ZnS). Greenockite (CdS) jest jedynym minerałem kadmu o jakichkolwiek konsekwencjach. Prawie cały kadm jest uzyskiwany jako produkt uboczny operacji rafinacji rud cynku, miedzi i ołowiu.

1. Friedrich Stromeyer, Annals of Philosophy, pod redakcją Thomasa Thomsona, tom XIII, 1819, Robert Baldwin, str. 108
2. JW Mellor, A Comprehensive Treatise in Inorganic and Theoretical Chemistry, tom IV, 1929, Longmans, Green and Co. Ltd., str. 404

Cytuj tę stronę

Aby uzyskać linki online , skopiuj i wklej jedną z poniższych:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/cadmium.html">Cadmium</a>

lub

<a href="https://www.chemicool.com/elements/cadmium.html">Cadmium Element Facts</a>

Do zacytuj tę stronę w dokumencie naukowym, użyj następującego cytatu zgodnego z MLA:

"Cadmium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 16 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/cadmium.html>.