UKŁAD    OKRESOWY    PIERWIASTKÓW




Symbol: Cd
Nazwa polska: Kadm
Nazwa angielska: Cadmium
Nazwa niemiecka: das Cadmium
Nazwa łacińska: Cadmium
Grupa: II B (12) - cynkowce
Okres: 5
Liczba atomowa: 48
Masa atomowa : 112.411
Stan skupienia (20°C, 1 atm.): ciało stałe
Kolor: srebrzystobiały, metaliczny
Zapach: -
  
112.411 
  1.69
+2 
  1817  
48Cd 
[Kr]4d105s2
Kadm

Opis:
Kadm jest srebrzystobiałym, kowalnym metalem. Na powietrzu pali się jasnym płomieniem dając tlenek kadmu CdO. W temperaturach bliskich zera bezwzględnego wykazuje właściwości nadprzewodzące.

Dane elektronowe:
Liczba elektronów: 48
Liczba neutronów (najbardziej rozpowszechniony lub najstabilniejszy izotop): 64
Liczba protonów: 48
Konfiguracja elektronowa: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d10
Elektroujemność (Allred-Rochow, Pauling): 1.46, 1.69
1.energia jonizacji: 867.7 kJ/mol
2.energia jonizacji: 1631.4 kJ/mol
3.energia jonizacji: 3616.2 kJ/mol
Stopień utlenienia: +2
Przewodność elektryczna: 0.138 106 1/(m*)

Dane przestrzenne:
Promień atomowy: 171 pm
Promień jonowy: 109 pm (+2)
Promień kowalencyjny: 148 pm
Objętość atomowa: 13.1 cm3/mol
Gęstość (293 K): 8.65 g/cm3
Struktura krystalograficzna: heksagonalna

 


Dane termiczne:
Temperatura topnienia: 320.9 °C (594.05 K)
Temperatura wrzenia: 765 °C (1038.15 K)
Ciepło właściwe: 0.23 J/gK
Ciepło tworzenia: 6.192 kJ/mol
Ciepło parowania: 99.570 kJ/mol
Przewodność cieplna: 0.968 W/cm*K

Właściwości chemiczne:
Kadm jest dość aktywnym chemicznie metalem o właściwościach podobnych do cynku. Powoli rozpuszcza się w kwasach, nie rozpuszcza się w zasadach. W związkach występuje na +2 stopniu utlenienia. Tlenek kadmu CdO tworzy się przez spalenie tego metalu w wyższych temperaturach. Pod działaniem kwasów tworzy sole kadmowe zawierające jony Cd2+.

Zastosowanie:
Kadm daje bardzo dobre powłoki antykorozyjne na innych metalach (lepsze niż powłoki cynkowe), wchodzi w skład łatwo topliwych stopów, stanowi dodatek zwiększający wytrzymałość miedzi - z której wyrabia się przewody telegraficzne, telefoniczne i tramwajowe. Wyrabia się z niego elektrody do ogniw niklowo-kadmowych. Amalgamat kadmu znajduje zastosowanie w dentystyce. Kadm znalazł także zastosowanie w reaktorach atomowych jako materiał do pochłaniania neutronów. Związki kadmu stosuje się jako pigmenty do farb świecących (żółcień kadmowa CdS).

Działanie biologiczne:
  • Narażenie
    Kadm występuje w dymie papierosowym, w wielu nawozach mineralnych, w węglu i ropie. Używany jest powszechnie w przemyśle do produkcji baterii, stopów metali i barwników. Pierwiastek ten gromadzi się w wątrobie i nerkach (nawet przy ekspozycji na niskie stężenia) i bardzo powoli ulega wydaleniu.
  • Skutki zdrowotne
    Wdychanie kadmu powoduje poważne uszkodzenia płuc i może prowadzić do śmierci. Przyjmowanie tego pierwiastka w pożywieniu powoduje podrażnienie błony śluzowej żołądka (wymioty i biegunki). Długotrwała ekspozycja na niższe dawki kadmu w wodzie, pożywieniu lub w powietrzu powoduje jego gromadzenie się w nerkach prowadząc do chorób tego narządu. Ekspozycja na kadm powoduje również uszkodzenie płuc, osłabienie układu kostnego, wzrost ciśnienia krwi, choroby wątroby i układu nerwowego. Pierwiastek ten uważany jest za rakotwórczy.
  • Stężenia (maksymalne dopuszczalne)
    Powietrze - 100 mg/m3 (planowane jest obniżenie tej normy do 1-5 mg/m3), woda - 5 ppm.
    Rozpuszczalne w wodzie związki kadmu są silnymi truciznami.

Otrzymywanie:
Kadm metaliczny otrzymuje się z półproduktów powstających podczas przeróbki rud cynkowo - ołowianych zawierających do kilku procent kadmu. Innym źródłem kadmu jest tzw. gąbka kadmowa (60-80% Cd) otrzymywana w trakcie produkcji cynku metodą elektrolityczną.
Kadm produkuje się dwiema metodami - termiczną i elektrolityczną. W obu przypadkach kadm wydziela się z surowca przez rozpuszczenie w kwasie siarkowym. Cynk i kadm przechodzą do roztworu, który po oddzieleniu nierozpuszczalnego ołowiu, oczyszcza się od innych metali. Następnie kadm wydziela się z siarczanu kadmu działając cynkiem.
W metodzie elektrolitycznej kadm wydziela się z roztworu siarczanu kadmu przez elektrolizę w wannach z katodami aluminiowymi i anodami ołowianymi.
Otrzymany w obu metodach kadm oczyszcza się przez rafinację.

Historia odkrycia:
Odkryty przez: Fredrich Stromeyer
Miejsce odkrycia: Niemcy
Rok odkrycia: 1817
Pochodzenia nazwy: Od greckiego słowa "kadmeia", którym określano ZnCO3.
Fredrich Stromeyer znalazł domieszkę węglanu kadmu CdCO3 w naturalnym węglanie cynkowym ZnCO3 (stąd nazwa). Kilka lat później zredukował tlenek kadmu CdO do wolnego Cd.

Występowanie:
Pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym - znane minerały to: greenockit CdS, otavit CdCO3 i monteponit CdO. Najczęściej towarzyszy rudom cynku. Duże złoża kadmu występują na Śląsku. Pierwiastek ten stanowi 0.00002 % wagowego skorupy ziemskiej i zajmuje 62 miejsce pod względem rozpowszechnienia.

Izotopy:
izotopy
zawartość [%]
masa
spin
czas połowicznego rozpadu
sposób rozpadu
106Cd
1.22
105.906
0
--
stabilny
108Cd
0.88
107.904
0
--
stabilny
109Cd
--
109
5/2
462d
wychwyt e
110Cd
12.39
109.903
0
--
stabilny
111Cd
12.75
110.904
1/2
--
stabilny
111Cdm
--
111
11/2
48.5m
112Cd
24.07
111.903
0
--
stabilny
113Cd
12.26
112.904
1/2
9*1015 lat
_
113Cdm
--
113
11/2
14.1 lat
_
114Cd
28.86
113.903
0
--
stabilny
115Cd
--
115
1/2
2.228d
_
115Cdm
--
115
11/2
44.6d
_
116Cd
7.58
115.905
0
--
stabilny
117Cd
--
117
1/2
2.49h
_
117Cdm
--
117
11/2
3.4h
_




<