Главная
Элемент таблицы менделеева cd: Таблица Менделеева online – Cd

Элемент таблицы менделеева cd: Таблица Менделеева online – Cd

Содержание

Таблица Менделеева online – Cd

Cd 48 2
18
18
8
2 112.41±1 4d105s2 Кадмий

Относительная электроотрицательность (по Полингу): 1,46
Температура плавления: 700°C
Температура кипения: 1140°C
Теплопроводность: 18
Плотность: 5 г/см3
Открыт: немецким профессором Ф. Штромейером в 1817
Цвет в твёрдом состоянии: Металлический блестящий
Тип: Щелочно-земельный металл
Орбитали: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f06s26p66d07s2
Электронная формула: Cd – 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10 5s2
Cd – [Kr] 4d10 5s2
Валентность: (+1), +2
Степени окисления: 0, + II
Сверхпроводящее состояние при температуре: 0 К
Потенциалы ионизации: 5,277 В
10,148 В
Электропроводность в тв. фазе:
Ковалентный радиус: 148 пм
Атомный объем: 45,2 см3/моль
Атомный радиус: 154 пм
Теплота распада:
Теплота парообразования:
Кристаллическая структура: гексагональная

Реклама

Изотопы

Символ
нуклида		 Z(p) N(n) Масса изотопа
(а. е. м.)		 Период
полураспада
(T1/2)		 Спин и чётность
ядра
Энергия возбуждения
95Cd 48 47 94,94987 5 мс 9/2+
96Cd 48 48 95,93977 1 с 0+
97Cd 48 49 96,93494 2,8 с 9/2+
98Cd 48 50 97,92740 9,2 с 0+
98mCd
2,4275 МэВ		 190 нс 8+
99Cd 48 51 98,92501 16 с 5/2+
100Cd 48 52 99,92029 49,1 с 0+
101Cd 48 53 100,91868 1,36 мин 5/2+
102Cd 48 54 101,91446 5,5 мин 0+
103Cd 48 55 102,913419 7,3 мин 5/2+
104Cd 48 56 103,909849 57,7 мин 0+
105Cd 48 57 104,909468 55,5 мин 5/2+
106Cd 48 58 105,906459 стабилен 0+
107Cd 48 59 106,906618 6,50 ч 5/2+
108Cd 48 60 107,904184 стабилен 0+
109Cd 48 61 108,904982 461,4 сут 5/2+
109m1Cd 59,6 кэВ 12 мкс 1/2+
109m2Cd 463,0 кэВ 10,9 мкс 11/2-
110Cd 48 62 109,9030021 стабилен 0+
111Cd 48 63 110,9041781 стабилен 1/2+
111mCd
396,214 кэВ		 48,50 мин 11/2-
112Cd 48 64 111,9027578 стабилен 0+
113Cd 48 65 112,9044017 7,7·1015 лет 1/2+
113mCd 263,54 кэВ 14,1 лет 11/2-
114Cd 48 66 113,9033585 стабилен 0+
115Cd 48 67 114,9054310 53,46 ч 1/2+
115mCd 181,0 кэВ 44,56 сут 11/2-
116Cd 48 68 115,904756 3,1·1019 лет 0+
117Cd 48 69 116,907219 2,49 ч 1/2+
117mCd 136,4 кэВ 3,36 ч 11/2-
118Cd 48 70 117,906915 50,3 мин 0+
119Cd 48 71 118,90992 2,69 мин 3/2+
119mCd 146,54 кэВ 2,20 мин 11/2-
120Cd 48 72 119,90985 50,80 с 0+
121Cd 48 73 120,91298 13,5 с 3/2+
121mCd 214,86 кэВ 8,3 с 11/2-
122Cd 48 74 121,91333 5,24 с 0+
123Cd 48 75 122,91700 2,10 с 3/2+
123mCd 316,52 кэВ 1,82 с 11/2-
124Cd 48 76 123,91765 1,25 с 0+
125Cd 48 77 124,92125 650 мс 3/2+
125mCd 50 кэВ
570 мс		 11/2-
126Cd 48 78 125,92235 515 мс 0+
127Cd 48 79 126,92644 370 мс 3/2+
128Cd 48 80 127,92776 280 мс 0+
129Cd 48 81 128,93215 242 мс 3/2+
129mCd 0 кэВ 104 мс 11/2-
130Cd 48 82 129,9339 162 мс 0+
131Cd 48 83 130,94067 68 мс 7/2-
132Cd 48 84 131,94555 97 мс 0+

Кадмий

Кадмий
Атомный номер 48
Внешний вид простого вещества мягкий ковкий металл, серебристо-белого цвета
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)		 112,411 а.  е. м. (г/моль)
Радиус атома 154 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)		 867,2 (8,99) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 148 пм
Радиус иона (+2e) 97 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)		 1,69
Электродный потенциал −0,403
Степени окисления 2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 8,65 г/см³
Молярная теплоёмкость 26,0[1]Дж/(K·моль)
Теплопроводность 96,9 Вт/(м·K)
Температура плавления 594,1 K
Теплота плавления 6,11 кДж/моль
Температура кипения 1 038 K
Теплота испарения 59,1 кДж/моль
Молярный объём 13,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,979 c=5,618 Å
Отношение c/a 1,886
Температура Дебая 209 K
Cd 48
112,411
[Kr]4d105s2
Кадмий

Кадмий — элемент побочной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 48. Обозначается символом Cd (лат. Cadmium). Простое вещество кадмий (CAS-номер: 7440-43-9) при нормальных условиях — мягкий ковкий тягучий переходный металл серебристо-белого цвета. Устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности образуется плёнка оксида, препятствующая дальнейшему окислению металла.

Открыт немецким профессором Ф. Штромейером в 1817. Провизоры Магдебурга при изучении оксида цинка ZnO заподозрили в нём примесь мышьяка. Штромейер выделил из ZnO коричнево-бурый оксид, восстановил его водородом и получил серебристо-белый металл, который получил название кадмий.

Происхождение названия

Штромейер назвал кадмий по греческому названию руды, из которой в Германии добывали цинк, — καδμεία. В свою очередь, руда получила своё название в честь Кадма, героя древнегреческой мифологии.

Нахождение в природе

Кадмий относится к редким, рассеянным элементам: он содержится в виде изоморфной примеси во многих минералах и всегда в минералах цинка. Весьма редкими минералами кадмия являются гринокит CdS, отавит CdCO3, монтемпонит CdO и кадмоселит CdSe.

Получение

Единственный минерал, который представляет интерес в получении кадмия — гринокит, так называемая «кадмиевая обманка». Его добывают вместе с фаеритом при разработке цинковых руд. В ходе переработки кадмий концентрируется в побочных продуктах процесса, откуда его потом извлекают. В настоящее время производится свыше 10³ тонн кадмия в год.

Физические свойства

Кадмий — серебристо-белый мягкий металл с гексагональной решёткой. Если кадмиевую палочку изгибать, то можно услышать слабый треск — это трутся друг о друга микрокристаллы металла (так же трещит и пруток олова).

Химические свойства

Кадмий расположен в одной группе периодической системы с цинком и ртутью, занимая промежуточное место между ними, поэтому некоторые химические свойства этих элементов сходны. Так, сульфиды и оксиды этих элементов практически нерастворимы в воде.

Применение

Сплавы

Кадмий используется как компонент твёрдых припоев (сплавов на основе серебра, меди, цинка) для снижения их температуры плавления. Около 10 % производимого кадмия — компонент ювелирных и легкоплавких сплавов. Сплав кадмия с золотом — единственный металлический сплав зелёного цвета. Сплав кадмия с вольфрамом, рением и 0,15 % урана 235 — небесно-голубого цвета был получен испанскими учеными в 1998 году.

Защитные покрытия

40 % производимого кадмия используется для нанесения антикоррозионных покрытий на металлы.

Химические источники тока

Около 20 % кадмия идет на изготовление кадмиевых электродов, применяемых в аккумуляторах (никель-кадмиевых и серебряно-кадмиевых), нормальных элементах Вестона, в резервных батареях (свинцово-кадмиевый элемент, ртутно-кадмиевый элемент и др.

Пигменты

Около 20 % кадмия используется для производства неорганических красящих веществ (сульфиды и селениды, смешанные соли, например, сульфид кадмия — кадмий лимонный).

Медицина

  • Иногда кадмий применяется в экспериментальной медицине.

Кадмий используется в гомеопатической медицине

  • В последние годы кадмий стал применяться при создании новых противоопухолевых нано-медикаментов. В России в начале 1950-х годов были проведены первые успешные эксперименты, связанные с разработкой противоопухолевых медикаментов на основе соединений кадмия.

Другие сферы применения

  • Сульфид кадмия применяется для производства плёночных солнечных батарей с КПД около 10—16 %, а также как очень хороший термоэлектрический материал.
  • Кадмий используется как компонент полупроводниковых материалов и люминофоров.
  • Кадмий очень хорошо захватывает тепловые нейтроны и служит для изготовления регулирующих стержней для атомных реакторов и в качестве защиты от нейтронов. Иногда эти свойства используются в экспериментальных моделях противоопухолевой терапии Neutron Capture Therapy
  • Фтороборат кадмия — важный флюс, применяемый для пайки алюминия и других металлов.
  • Теплопроводность кадмия вблизи абсолютного нуля наивысшая среди всех металлов, поэтому кадмий иногда применяется для криогенной техники.

Физиологическое действие

Острая токсичность

Пары кадмия, все его соединения токсичны, что связано, в частности, с его способностью связывать серосодержащие ферменты и аминокислоты.

Симптомы острого отравления солями кадмия — рвота и судороги.

Хроническая токсичность

Кадмий — кумулятивный яд (способен накапливаться в организме).

Санитарно-экологические нормативы

В питьевой воде ПДК для кадмия 0,001 мг/дм3 (СанПиН 2.1.4.1074-01).

Механизм токсического действия

Растворимые соединения кадмия после всасывания в кровь поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

Кадмий в норме в небольших количествах присутствуют в организме здорового человека. Кадмий легко накапливается в быстроразмножающихся клетках (например в опухолевых или половых). Он связывается с цитоплазматическим и ядерным материалом клеток и повреждает их. Он изменяет активность многих гормонов и ферментов. Это обусловлено его способностью связывать сульфгидрильные (-SH) группы.

Изотопы

Из восьми природных изотопов кадмия шесть стабильны, для двух изотопов обнаружена слабая радиоактивность. Это 113Cd (изотопная распространённость 12,22 %, бета-распад с периодом полураспада 7,7×1015 лет) и 116Cd (изотопная распространённость 7,49 %, двойной бета-распад с периодом полураспада 3,0×1019 лет).

что это, история открытия, применения, физические, химические свойства, место в природе и таблице Менделеева, строение атома

Кадмий – вещество, без которого невозможно представить производство аккумуляторов. Металл известен еще с времен Средневековья. Сегодня же обладает спросом во многих отраслях промышленности.

История открытия

Металл был открыт в 1817 году профессором университета из Геттингена – Штромейером. Во время ревизии аптек он обнаружил, что при прокаливании отдельных экземпляров карбоната цинка образуется окись ярко-желтого или коричневого цвета. Однако при анализе было обнаружено, что химическое соединение не содержит в своем составе железа.

Химик предположил, что окраска оксида появляется из-за присутствия в нем неизвестного химического элемента. Его удалось получить путем восстановления водородом оксида.

Вместе с Штромейером новое вещество открыли К. Херман и И. Ролофф, а также берлинские химики В. Мейсснер и С. Карстен. Штромейер предложил назвать новый элемент кадмий по названию цинковой руды, которую во времена Гомера добавляли при выплавке латуни.

Кадмий в таблице Менделеева

Это элемент 5 периода 12 группы (или побочной подгруппы 2-й группы) периодической системы. Обозначение – Cd. Атомный (порядковый) номер – 48. Атомная масса – 112.

Принадлежит к группе переходных металлов. Кадмий – это представитель d-элементов.

Строение атома

Конфигурация электронного облака – 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2. По орбиталям электроны распределяются так: +48Cd)2)8)18)18)2.

Схематическое строение атома кадмия

Валентные электроны – те, которые располагаются на 4d и 5s электронных орбиталях. В основном состоянии энергетическая диаграмма имеет такой вид:

Ион этого элемента имеет вид 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d9.

Физические характеристики

Кадмий – это серебристо-белый мягкий металл. Плавится при температуре 321 градусов, кипит – при 770. Удельная теплота плавления – 6,1 кДж/моль, испарения – 59,1 кДж/моль. Простое вещество имеет гексагональную кристаллическую решетку. Удельная плотность металла – 8,65 г /куб. см.

Благодаря ковкости, тягучести и мягкости этот металл легко протянуть в тонкий лист. Изделия из вещества хорошо полируются.

При сгибании кадмиевой палочки слышен треск (он исчезает, если в металл добавить примеси).

Химические свойства

Атомы этого элемента в соединениях имеют степени окисления 1, 2. Проявляют валентность II, I.

Главные химические характеристики кадмия такие:

  1. Реакция с кислородом с получением оксида.
  2. Реакция с водой – образуется оксид и водород.
  3. Образование солей при реакции с кислотами.
  4. Окисление солями двухвалентной меди или трехвалентного железа.
  5. В жидком состоянии реагирует с галогенами (при воздействии хлора образуется гигроскопичный хлорид кадмия).
  6. Не реагирует со щелочами, водородом, бором, азотом, углеродом, инертными газами. Гидроокись практически не растворяется в щелочах.

Кадмий в природе

Нахождение самородного металла в земной коре незначительно. Однако химический элемент находится в составе руд, из которых добывают цинк, свинец и медь. Так что его могут добывать как побочный продукт при выплавке этих металлов. В цинковом концентрате находится до 0,5% кадмия.

Основная масса простого вещества находится примерно в составе 50 минералов. В 1 кг почвы может содержаться до 60 мкг Cd. Граничное содержание вещества в питьевой воде – 1 мкг в 1 л.

Токсичен ли кадмий

Этот химический элемент может попасть в организм с табачным дымом, дорожной пылью. Он находится в дыме теплоэлектростанций, дыме, образующегося после сжигания дров. Любители пива рискуют получить некоторую дозу элемента, потому что его добавляют в напиток для повышения пенообразования.

Японские ученые доказали, что у людей, которые проживают на территориях, загрязненных солями Cd, обнаруживается высокая ломкость костей. Впервые эта болезнь была замечена у фермеров, которые применяли воду с цинковой шахты для орошения рисового поля. Поразительно, но с рисом каждую неделю в организм человека поступало до 4 мг металла (в 8 раз больше предельной нормы).

Вещество угнетает активность ферментов, поражает нервную систему, печень, почки. Хроническая интоксикация приводит к развитию анемии. Пары оксидов и чистого металла токсичны: вдыхание на протяжении полуминуты воздуха с концентрацией паров 5 граммов на кубический метр оказывает смертельное влияние на организм. Острое отравление сопровождается рвотой и судорогами.

Применение

Директива RoHS, принятая в Евросоюзе, ограничивает использование кадмия в промышленности при производстве:

  • бытовой техники;
  • осветительной аппаратуры;
  • электроники;
  • игрушек;
  • товаров для досуга;
  • лампах накаливания и проч.

Почти 40% всего кадмия расходуется на антикоррозионные покрытия. Кадмированные поверхности устойчивы в морской воде.

Это вещество применяется для изготовления никель-кадмиевых аккумуляторов. Подобные устройства выдерживают в несколько раз больше циклов зарядки и разрядки, нежели их конкуренты. Несмотря на высокую цену, никель-кадмиевые аккумуляторы имеют большие перспективы для использования в электромобилях. Срок их службы превышает 30 лет, они быстро заряжаются и так же быстро отдают накопленную энергию.

Указанные аккумуляторы применяются всюду, где нужен ток большой плотности: в троллейбусах, электрокарах, трамваях, троллейбусах. Эти устройства могут хранить до 6,5 мегаватт-час электрической энергии.

Химический элемент имеет перспективы в производстве солнечных батарей: соединение металла с теллуром эффективно превращает свет в электрический ток.

Соединения этого металла могут применяться как краситель. Получая определенными способами сульфокислую соль, можно сделать краску разных цветов и оттенков – от лимонно-желтого до оранжевого. Кадмиевый желтый цвет подходит для художественной росписи керамики. При смешивании сульфата кадмия с ультрамарином получается краска красивого зеленого цвета.

Вещество используется в пиротехнике – во время горения его соли дают синий оттенок. Раствор кадмия хлорида применяется в фотореактивах.

Cd относится к редким элементам, находящимся в большом количестве руд. Соединения кадмия токсичны. Вещество ограниченно используется в промышленности. Как считаете вы, может стоит больше использовать в промышленности этот элемент? Напишите свое мнение в комментариях. Поделитесь статьей в социальных сетях с друзьями и сохраните ее в закладках, чтобы не потерять полезную информацию.

Как получают кадмий можно узнать из видео:

Еще одно познавательное видео: Кадмий — токсичный металл из старых батареек!

Кадмий – информация об элементе, свойства и использование

Перейти к основному содержанию

У вас не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы получить доступ ко всем функциям сайта.

Перейти в Индию >

Группа 12 Температура плавления 321. 069° С, 609,924 ° F, 594,219 К
Период 5 Точка кипения 767°С, 1413°F, 1040 К
Блок д Плотность (г см −3 ) 8,69
Атомный номер 48 Относительная атомная масса 112. 414
Состояние при 20°C Твердый Ключевые изотопы 114 CD
Электронная конфигурация [Кр] 4d 1 0 5s 2 Номер КАС 7440-43-9
ChemSpider ID 22410 ChemSpider — бесплатная база данных химической структуры.

Кадмий в природе встречается в земной коре. Изображение включает в себя алхимический символ, когда-то использовавшийся для обозначения «земных» элементов, на фоне проекции Земли.

Кадмий — серебристый металл с голубоватым оттенком на поверхности.

Кадмий является ядом и, как известно, вызывает врожденные дефекты и рак. В результате предпринимаются шаги по ограничению его использования.

80% производимого в настоящее время кадмия используется в перезаряжаемых никель-кадмиевых батареях. Тем не менее, они постепенно выводятся из эксплуатации и заменяются никель-металлгидридными батареями.

Кадмий часто использовался для гальванического покрытия стали и защиты ее от коррозии. Он до сих пор используется для защиты важных компонентов самолетов и нефтяных платформ.

Другие прошлые применения кадмия включали люминофоры в цветных телевизорах с электронно-лучевой трубкой, а также желтые, оранжевые и красные пигменты.

Кадмий поглощает нейтроны и поэтому используется в стержнях ядерных реакторов для управления атомным делением.

Кадмий токсичен, канцерогенен и тератогенен (нарушает развитие эмбриона или плода). В среднем мы потребляем всего 0,05 миллиграмма в день. Но он накапливается в организме, и поэтому в среднем мы запасаем около 50 миллиграммов.

До того, как опасность кадмия была полностью осознана, сварщики и другие рабочие-металлисты подвергались риску заболеть. В 1966 некоторым сварщикам, работавшим на мосту через Северн-Роуд, стало плохо от вдыхания паров кадмия.

Единственным минералом, содержащим значительное количество кадмия, является гринокит (сульфид кадмия). Он также присутствует в небольших количествах в сфалерите. Почти весь промышленно производимый кадмий получается как побочный продукт рафинирования цинка.

История элементов и периодической таблицы

В начале 1800-х годов аптекари Ганновера, Германия, получили оксид цинка путем нагревания встречающейся в природе формы карбоната цинка, называемой кадмием. Иногда продукт обесцвечивался вместо того, чтобы быть чисто белым, и когда Фридрих Штромейер из Геттингенского университета изучил проблему, он проследил изменение цвета до компонента, который он не мог идентифицировать и который, как он сделал вывод, должен быть неизвестным элементом. Он выделил его в виде коричневого оксида и, нагревая его с сажей (углеродом), получил образец сине-серого металла, который он назвал кадмием по названию минерала. Это было в 1817 году. Тем временем два других немца, Карл Мейснер в Галле и Карл Карстен в Берлине, работали над той же проблемой и в следующем году объявили об открытии кадмия.

Атомный радиус, несвязанный (Å) 2.18 Ковалентный радиус (Å) 1,40
Сродство к электрону (кДж моль −1 ) Нестабильный Электроотрицательность
(шкала Полинга) 		1,69
Энергии ионизации
(кДж моль −1 )

1 ст

867,772

2 -й

1631. 404

3 рд

3616,27

Общие степени окисления 2
Изотопы Изотоп Атомная масса Естественное изобилие (%) Период полураспада Режим распада
106 CD 105. 906 1,25 > 1,9 х 10 19 г ЕС, ЕС
108 CD 107.904 0,89 > 4,1 х 10 17 г ЕС ЕС
110 CD 109. 903 12.49 – –
111 CD 110.904 12,8 – –
112 CD 111. 903 24.13 – –
113 CD 112.904 12.22 8,04 х 10 15 г β-β-
114 CD 113,903 28,73 > 1,3 х 10 18 г β-β-
116 CD 115. 905 7,49 3,8 х 10 19 г β-β-

Относительный риск поставок 6.7
Содержание земной коры (ppm) 0,08
Скорость переработки (%) 10–30
Взаимозаменяемость Низкий
Концентрация продукции (%) 32
Распределение резерва (%) 20
Топ-3 производителя
  • 1) Китай
  • 2) Республика Корея
  • 3) Япония
Топ 3 запасных держателя
  • 1) Индия
  • 2) Китай
  • 3) Австралия
Политическая стабильность топ-производителя 24. 1
Политическая стабильность главного держателя резерва 10,8

Удельная теплоемкость
(Дж кг -1 К -1 ) 		231 Модуль Юнга (ГПа) 49,9
Модуль сдвига (ГПа) 19. 2 Объемный модуль (ГПа) 41,6
Давление пара
Температура (К)
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 г. 2200 2400
Давление (Па)
0,00028 18. 2 – – – – – – – – –

Слушайте подкаст кадмия

Стенограмма:

(Промо)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет, на этой неделе мы получаем очень болезненный урок о хэви-метале

Стив Майлон

900 Ой!

Я не могу себе представить, что это все, что кто-то мог бы сказать, если бы им не повезло заболеть одноименной болезнью. Правильно, ай-ай-болезнь.

Судя по описанию, боль будет достаточно сильной, чтобы я мог сказать гораздо больше, чем просто ой-ой.

Итай-Итай — это оригинальное японское слово «ай-ай». Заболевание возникает в результате чрезмерного отравления кадмием и впервые было зарегистрировано в небольшом городке примерно в 200 милях к северо-западу от Токио. Там рис, выращенный на загрязненных кадмием почвах, содержал в 10 раз больше кадмия, чем обычный рис. Избыток кадмия стал мешать отложению кальция в костях. Ох-о-о-о-о-о-о-о-о-о-сть этой болезни была следствием слабых и ломких костей, подверженных разрушению из-за высокой пористости.

Удивительно, что кадмий способен накапливаться до таких высоких уровней, что он может подавить и без того сильную защиту человеческого организма от него. Это коварный маленький, я имею в виду, хэви-метал.

Кадмий находится сразу после цинка в таблице Менделеева и, следовательно, обладает многими схожими химическими свойствами. В окружающей среде он распространен почти везде, где мы находим цинк, и поэтому, когда мы добываем цинк, мы, следовательно, добываем кадмий. Когда мы гальванизируем (покрываем цинком) гвоздь или какой-либо другой кусок стали, в процессе появляется немного кадмия.

Задумайтесь на минуту о том, насколько важна гальванизация для промышленно развитого мира. Если вы не знаете, поверьте мне, это действительно важно, и, таким образом, это небольшое количество кадмия, которое появляется вместе с вами, становится большим потенциальным воздействием кадмия. Добавьте к этому другие пути воздействия, такие как шахты и металлообработка, а также легкость поглощения кадмия сельскохозяйственными культурами, и нам действительно повезло, что наш организм разработал систему для ослабления воздействия кадмия в нашем рационе. Если нет, многие из нас могли бы сказать «Ой-ой».


Итак, как наши тела это делают? Мы используем преимущества химии кадмия. Ион кадмия заряжен положительно и обладает большой поляризуемостью. Думайте об этом как о воздушном шаре с множеством электронов, плещущихся из стороны в сторону. Для химика это называется поведением «мягкой кислоты Льюиса (или типа В). Эти мягкие кислоты Льюиса предпочитают компанию мягких оснований Льюиса, таких как отрицательно заряженная (восстановленная) сера, также известная как сульфид. В человеческом организме он стимулирует выработку фермента металлотионеина, который содержит большое количество сульфидсодержащих аминокислот.Каждый фермент металлотионеин может изолировать до семи ионов кадмия, обеспечивая довольно хороший буфер против высокого потребления кадмия.Те люди, которые страдали от болезни ой-ой просто в их рационе было слишком много кадмия, что подавляло сложный и элегантный защитный механизм.0003

Я, конечно, не хочу внушать вам, что у кадмия очень пестрое прошлое. Одна из вещей, которая делает кадмий таким интересным, — это его многочисленные полезные свойства.

Чтобы по достоинству оценить кадмий, вы должны знать, что некоторые из самых ярких цветов и красок получаются из солей кадмия, и художники пользуются этим в течение многих лет.

Никель-кадмиевые аккумуляторы перспективны благодаря более высокой эффективности, что продемонстрирует их важность в электромобилях следующего поколения.

Кадмий является важным элементом во многих формах нового класса полупроводников, известных как квантовые точки. Эти передовые материалы демонстрируют перспективность в области электроники, фотогальваники и медицинской визуализации. И, наконец, в природе группа из Принстонского университета несколько лет назад показала, что некоторые морские диатоны могут заменять цинк кадмием в важном ферменте карбоангидразе. Это продемонстрировало, что кадмий также может быть питательным веществом. Однако мы, люди, не рассчитываем на питательную ценность кадмия, оставим это диетам. Потребление кадмия через зараженные продукты или даже курение табака может привести ко всем видам проблем, некоторые из которых даже хуже, чем болезнь ай-ай.

Крис Смит

Итак, главное: не ешьте аккумуляторы. Это был Стив Майлон с историей о кадмии, химическом веществе, благодаря которому мир выглядит в приятной цветовой гамме. На следующей неделе от раскрашивания мира к его изменению.

Кэтрин Холт

Жестяные банки, оловянная фольга, оловянные свистки, оловянные солдатики… вот что приходит на ум, когда мы думаем о жести. К сожалению, жестяные банки на самом деле сделаны из стали; оловянная фольга сделана из алюминия и оловянных свистков …. ну вы поняли. Быть связанным со списком устаревших расходных материалов особенно неудачно для олова, если учесть, что оно было ответственно за буквальное изменение цивилизации! Вы слышали о бронзовом веке?

Крис Смит

Что ж, если нет, присоединяйтесь к Кэтрин Холт, чтобы узнать, как олово заставило все это произойти на следующей неделе Химия в ее стихии. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Промо)

Химия в ее стихии представлена ​​вам Королевским химическим обществом и произведена thenakedscientists.com. Дополнительную информацию и другие эпизоды химии в ее стихии можно найти на нашем веб-сайте chemistryworld.org/elements.

(окончание акции)

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о кадмии

Learn Chemistry: ваш единственный путь к сотням бесплатных учебных ресурсов по химии.

Изображения и видео Visual Elements
© Murray Robertson 1998-2017.

 

Data
W.M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, по состоянию на декабрь 2014 г.
906 & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16-е издание, 1995 г. Версия 1.0 (2005 г.), по состоянию на декабрь 2014 г.
Дж. С. Курси, Д. Дж. Шваб, Дж. Дж. Цай и Р. А. Драгосет, Атомные веса и изотопные композиции (версия 4.1) , 2015 г., Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд, по состоянию на ноябрь 2016 г.
TL Cottrell, The Strengths of Chemical Bonds , Butterworth, London, 1954.

 

Использование и свойства
John Emsley, Nature’s Building Blocks: An AZ Guide to the Elements , Oxford University Press, New York, 2nd, New York, 2nd. Издание 2011 г.
Национальный ускорительный центр Томаса Джефферсона — Управление научного образования, It’s Elemental — The Periodic Table of Elements, по состоянию на декабрь 2014 г.
Периодическая таблица видео, по состоянию на декабрь 2014 г.

 

Данные о рисках снабжения
Частично получены из материалов, предоставленных Британской геологической службой © NERC.

Исторический текст
Элементы 1-112, 114, 116 и 117 © Джон Эмсли 2012. Элементы 113, 115, 117 и 118 © Королевское общество химии 2017.

Podcasts
, созданные The Nake Scients Scientists. .

 

Периодическая таблица видео
Создано видеожурналистом Брэди Хараном, работающим с химиками Ноттингемского университета.

Загрузите наше бесплатное приложение Периодической таблицы для мобильных телефонов и планшетов.

Исследуйте все элементы

 

кадмий | Использование, свойства и факты

кадмий

См. все СМИ

Связанные темы:
химический элемент элемент группы цинка отравление кадмием

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

кадмий (Cd) , химический элемент, металл группы 12 (IIb, или группы цинка) периодической таблицы.

Свойства элемента
atomic number 48
atomic weight 112.414
melting point 321 °C (610 °F)
boiling point 765 °C (1,409 °F)
specific gravity 8.65 at 20 °C (68 °F)
oxidation state +2
electron configuration [Kr]4 d 10 5 s 2

Свойства, происхождение и применение

Серебристо-белый и хорошо полируемый кадмий почти так же мягок, как олово, и, подобно олову, издает треск при сгибании; его можно раскатать в листы. Кадмий плавится и кипит при относительно низких температурах; его пар темно-желтый и одноатомный. Металл устойчив в сухом воздухе, во влажном воздухе покрывается оксидом, при нагревании сгорает до покраснения, хорошо растворяется в минеральных кислотах. Отравление происходит при вдыхании паров или пыли кадмия. Фридрих Штромейер, немецкий химик, открыл этот элемент (1817 г.) в образце карбоната цинка, и в том же году К.С.Л. Германн и Дж.Ч.Х. Ролофф обнаружил кадмий в образце оксида цинка. Оба соединения цинка были исследованы, потому что их чистота как фармацевтических препаратов была сомнительной.

Britannica Викторина

118 Названий и символов периодической таблицы Викторина

Периодическая таблица состоит из 118 элементов. Насколько хорошо вы знаете их символы? В этом тесте вам будут показаны все 118 химических символов, и вам нужно будет выбрать название химического элемента, который представляет каждый из них.

Редкий элемент (около 0,2 грамма на тонну в земной коре), кадмий встречается в нескольких минералах и в небольших количествах в других рудах, особенно в цинковых рудах, из которых он производится как побочный продукт. Основная цинковая руда — цинковая обманка или сфалерит — состоит в основном из сульфида цинка, содержащего от 0,1 до 0,3% кадмия. Все методы производства цинка начинаются с превращения сульфида в оксид цинка путем обжига: кадмий концентрируется в дымовых газах, которые обрабатываются в несколько этапов до получения продукта, содержащего более 99,9% кадмия. Некоторые свинцовые руды также содержат небольшое количество кадмия, и, если он присутствует в достаточном количестве, его извлекают с помощью цикла операций, аналогичного тому, который используется на цинковых заводах. Производители цинка, использующие электролитический процесс, извлекают кадмий несколько иным способом, но опять же принцип тот же, начиная с обжига сульфида цинка с последующей обработкой колошниковой пыли. Большая часть кадмия извлекается в одном из этих трех процессов. Китай, Южная Корея, Канада, Япония и Казахстан лидировали в мире по переработке кадмия в начале 21 века.

Большая часть производимого кадмия наносится гальванопокрытием на сталь, железо, медь, латунь и другие сплавы для защиты от коррозии. Кадмирование особенно устойчиво к воздействию щелочи. Кадмий физически подобен цинку, но более плотный и мягкий. Кадмий с гальванопокрытием имеет меньший размер зерна, чем электроцинковые покрытия, а отложения имеют тенденцию быть более однородными и гладкими. Следовательно, хорошую защиту обеспечивают тонкие покрытия из кадмия, поэтому, несмотря на его высокую цену, его часто используют для защиты прецизионных деталей. Его устойчивость к морской атмосфере также выше, чем у цинка.

Важным применением кадмия является его использование в качестве анода с оксидом никеля или серебра в качестве катода и электролитом с едким кали в перезаряжаемых электрических аккумуляторных батареях для использования, в которых меньший вес, более длительный срок службы и стабильность при хранении в разряженном состоянии желательно как в самолетах.

Кадмий соединяется со многими тяжелыми металлами с образованием сплавов; важнейшее значение имеют подшипниковые сплавы и легкоплавкие сплавы, применяемые для пайки. Небольшие количества кадмия, добавляемые к тяжелым металлам, укрепляют их. Один процент, добавленный к меди, увеличивает ее прочность и твердость при небольшом снижении электропроводности. В сплаве с цинком кадмий образует припои с хорошей прочностью на сдвиг. Поскольку он эффективно поглощает тепловые нейтроны, он используется в регулирующих стержнях некоторых ядерных реакторов.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Природный кадмий представляет собой смесь восьми изотопов: 106 Cd (1,2 процента), 108 Cd (0,9 процента), 110 Cd (12,4 процента), 111 Cd (12,82 процента), 112 Cd (24,0 процента), 113 Cd (12,3 процента), 114 Cd (28,8 процента) и 116 Cd (7,6 процента).

Соединения

В своих соединениях кадмий проявляет почти исключительно степень окисления +2, как в бесцветном Cd 2+ , который образует ряд устойчивых комплексных ионов, особенно галогенидных комплексов. Несколько соединений со степенью окисления +1 были получены путем растворения металлического кадмия в расплавленных двухзарядных галогенидах кадмия (Cd 2+ ). Образовавшийся двухатомный ион кадмия Cd 2 2+ (где кадмий находится в степени окисления +1) нестабилен в воде и немедленно диспропорционирует в металлический кадмий и Cd 2+ .

Наиболее важным соединением кадмия является оксид кадмия CdO. Это коричневый порошок, полученный путем сжигания паров кадмия на воздухе, и он является удобным исходным материалом для производства большинства других солей кадмия. Другим соединением, имеющим некоторую экономическую ценность, является сульфид кадмия, CdS. Обычно получаемый путем обработки раствора кадмия растворимым сульфидом, это ярко-желтый пигмент, известный как желтый кадмий, который используется в высококачественных красках и пигментах для художников из-за его цветовой стабильности и устойчивости к сере и окислению. Еще одно известное соединение, селенид кадмия (CdSe), обычно осаждается селенидом водорода или щелочными селенидами из растворов солей кадмия. Изменяя условия осаждения, можно получить устойчивые цвета от желтого до ярко-красного. Сам по себе или в смеси с сульфидом кадмия он широко используется в качестве высококачественного пигмента.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и дополнена Эриком Грегерсеном.

Химия кадмия – Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • ID страницы
    633

    • Этот модуль создан для предоставления информации о кадмии, которую может быть очень полезно знать, поскольку этот переходный металл ядовит и может нанести вред тем, кто не обращается с ним осторожно.

    Введение

    Кадмий, переходный металл, имеет химический символ Cd. Кадмий расположен в d-блоке и 12 группе периодической таблицы, имеет атомный номер 48 и атомную массу 112,411 г. Кадмий был открыт в Германии в 1817 году немецким ученым Фридрихом Штромейером. Этот элемент очень часто использовался в качестве расходуемого анода для защиты железа и стали от коррозии, а также используется в никель-кадмиевых батареях. Кадмий очень токсичен, поэтому с ним следует обращаться с большой осторожностью.

    Общие свойства кадмия

    • Химический символ: CD
    • Атомный номер: 48
    • Atomic Mass: 112.411
    • Номер. Стандартный цвет: серебристо-серый металлик
    • Плотность: 8,65 г/см 3
    • Температура плавления: 320,9 o C
    • 0458
    • Нагрев слияния: 6,192 кДж моль -1
    • Тепло испарения: 99,87 кДж моль -1

    Атомная структура

    Electron Configuration of Cadmium

    Electron Configuration of Cadmium

    Электрон.

    2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s2 4d 10 or [Kr] 4d 10 5s 2

    Common Isotopes

    Кадмий имеет в общей сложности восемь встречающихся в природе изотопов. Это 106 CD, 108 CD, 110 CD, 111 CD, 112 CD, 113 CD, 114 CD, 116 CD. Из этих восьми изотопов 114 Cd и 112 Cd являются наиболее распространенными с содержанием 29% и 24% соответственно.

    Металлические характеристики

    Металлический кадмий мягкий и ковкий в чистом виде и используется в основном для гальванического покрытия стали (коррозионная стойкость) и в производстве подшипников. Соединения кадмия также встречаются в масляных красках, где они обеспечивают яркие цвета (например, «желтый кадмий»). В твердом состоянии этот металл имеет серебристо-серый цвет. Кадмий является очень хорошим проводником электричества, а также очень устойчив к коррозии, что делает его отличным расходуемым анодом для таких металлов, как железо и сталь.

    Подобно цинку и олову, металлический кадмий “плачет” или издает высокий звук при быстром сгибании. Большая часть кадмия сегодня извлекается как побочный продукт процесса рафинирования цинка.

    Встречающиеся в природе

    Кадмий никогда не встречается в природе в чистом виде. Он всегда находится в соединении с другим элементом. Наиболее распространенными природными соединениями кадмия являются сульфид кадмия, карбонат кадмия и оксид углерода. Сероуглерод, также известный как минерал гринокит, является наиболее известным источником кадмия. Кадмий также содержится в земной коре в количестве от 0,1 до 0,2 частей на миллион, что является очень небольшим количеством. Большая часть кадмия получается в процессе, известном как рафинирование цинка, в котором используются разные температуры плавления.

    Общие реакции с кадмием

    Кадмий образует несколько важных соединений в природе:

    • Гидроксид кадмия (Cd(OH) 2 ): это соединение встречается в никель-кадмиевой батарее и образует осадок в присутствии азотной кислоты. Кислотный раствор.
    • Оксид кадмия (CdO): это соединение используется в различных реакциях, включая действие в качестве катализатора в окислительно-восстановительных реакциях, реакциях гидрирования, полимеризации и расщепления. Оксид кадмия является термостойким, поэтому он может быть очень полезен в термостойких пластмассах, а также в других покрытиях для пластмасс. Это соединение можно увидеть в некоторых эмалях и батареях.
    • Сульфат кадмия (CdSO 4 ): это соединение, как и многие другие соединения кадмия, используется в гальванике, пигментах, флуоресцентах и ​​батареях, в частности, в Weston Cell.

    Эти три соединения наиболее широко используются в обществе; однако в природе существуют еще несколько соединений: цианид кадмия, хлорид кадмия, карбонат кадмия и нитрат кадмия.

    Общее применение

    Кадмий наиболее известен тем, что используется в никель-кадмиевых или никель-кадиевых перезаряжаемых батареях, которые являются вторыми наиболее широко используемыми батареями, используемыми в самолетах, телефонах, электроинструментах, проигрывателях компакт-дисков, компьютерах и даже радиолокационных станциях. . В этой батарее кадмий принимает форму гидроксида кадмия. Кадмий также используется в покрытиях, пигментах, пластмассах и сплавах. Наиболее часто образуются сплавы с серебром, медью и цинком, главным образом потому, что кадмий снижает температуру плавления, что делает их подходящими для твердой пайки металлов. В прошлые годы кадмий использовался при гальванике стали для защиты от коррозии; однако это не так часто.

    Опасности и токсичность

    Кадмий — очень токсичный металл, поэтому с ним следует обращаться очень осторожно. Кадмий может попасть в организм человека при курении сигарет, загрязненной воде из-за свалок, некоторых пищевых продуктах, таких как моллюски, и в основном при обращении с самим металлом. Этот металл при вдыхании или переваривании может вызвать множество проблем со здоровьем, включая рвоту, тошноту, диарею, сухость в горле и головные боли. Более серьезные последствия все еще исследуются, но считается, что они вызывают высокое кровяное давление, рак, болезни сердца и печени.

    Ссылки

    1. Schulte-Schrepping, K.-H. и Пискатор, М. 2000. Кадмий и соединения кадмия. Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Печать.
    2. Ньютон, Дэвид Э. «Кадмий». Химические элементы: от углерода до криптона . Том. 1. Детройт: U.X.L., 1999. С. 81–86. Распечатать.
    3. Янг, Джей А. «Кадмий». Журнал химического образования 2005 г. 82 (4), 521. Печать.

    Проблемы

    1. Какова электронная конфигурация Cd 2 + ? Нарисуйте заполненную орбитальную диаграмму этого иона.
    2. Что является примером сбалансированной химической реакции образования гидроксида кадмия? Не забудьте включить фазы.
    3. Гальваническое покрытие было обычным применением кадмия. Объясните, что означает гальваническое покрытие и чем оно полезно?
    4. Объясните термин изотоп в отношении кадмия.
    5. Каковы характеристики металла? Проявляет ли кадмий эти характеристики?

    Solutions to Problems

    1. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10

    2. Cd (NO 3 ) 2 + 2 NaOH → Cd(OH) 2 + 2 NaNO 3

    3. Гальваническое покрытие – это использование одного металла для полного покрытия или покрытия другого металла для защиты его от коррозии.

      Оставить комментарий