Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Kadmium

48
112.41
2
Cd
5s2
4d10
Kadmium
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám kadmium, Cd, 48
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 12, 5, d
Megjelenés ezüstszürke fémes
Atomtömeg 112,411(8) g/mol
Elektronszerkezet [Kr] 4d10 5s2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 18, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 8,65 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 7,996 g/cm³
Olvadáspont 594,22 K
(321,07 °C, 609,93 °F)
Forráspont 1040 K
(767 °C, 1413 °F)
Olvadáshő 6,21 kJ/mol
Párolgáshő 99,87 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 26,020 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs állapotok 2
(gyengén bázikus oxid)
Elektronegativitás 1,69 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 867,8 kJ/mol
Atomsugár 155 pm
Atomsugár (számított) 161 pm
Kovalens sugár 148 pm
Van der Waals-sugár 158 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség nincs adat
Elektromos ellenállás (22 °C) 72,7 nΩ·m
Hővezetési tényező (300 K) 96,6 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (25 °C) 30,8 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 2310 m/s
Young-modulus 50 GPa
Nyírási modulus 19 GPa
Bulk modulusz 42 GPa
Poisson-arányszám 0,30
Mohs-keménység 2,0
Brinell-keménység 203 HB
CAS-szám 7440-43-9

A Kadmium bővebb leírása

A kadmium (nyelvújításkori magyar nevén: kadany) egy kémiai elem, átmenetifém. A rendszáma 48, a vegyjele Cd. Friedrich Strohmeyer német kémikus fedezte fel 1817-ben, miután felfigyelt arra, hogy a hevítés hatására egyes cink-karbonát (ZnCO3) kristályok színe megváltozik. A színváltó kristályokból kinyert új fémnek a kalamin jelentésű latin cadmia szóból képzett 'cadmium' nevet adta.[1]

Fizikai és kémiai tulajdonságai

Ezüstfehér, puha fém.

A természetben 8 stabil izotópja fordul elő. Ezek relatív gyakoriságai (tömeg%):

  • 106Cd — 1,225%,
  • 108Cd — 0,875%,
  • 110Cd — 12,3%,
  • 111Cd — 12,75%,
  • 112Cd — 24,07%,
  • 113Cd — 12,26%,
  • 114Cd — 28,86%,
  • 116Cd — 7,58%.[2]

Előfordulása

Igen ritka elem, átlagos gyakorisága a földkéregben 0,15 g/t (0,000015%)[3]. Leggyakrabban a cinket, ritkábban az ólmot helyettesíti azok ásványaiban – a Zn/Cd arány csaknem mindig a 80 és 800 közötti tartományban marad. Önálló ásványai rendkívül ritkák: ezekben a földkéreg összes kadmiumtartalmának kevesebb mint 1%-a fordul elő. Közülük messze a legismertebb és leggyakoribb az így is ritkaságnak számító greenockit (CdS). Iparilag hasznosítható kadmium gyakorlatilag csak a cink-, ritkábban az ólom- és még ritkábban az ónércekben található, néhány relatív %-nyi mennyiségben. Szinte kizárólag a cinkkohászat melléktermékeként nyerik ki — a szfalerit átlagos Zn/Cd aránya körülbelül 400, de az egyes metallogéniai övekben ettől elég jelentősen eltérhet.

A legfontosabb kadmium-termelő országok (2009-ben):

  • Kína,
  • Japán,
  • Dél-Korea;

másodlagos jelentőségű:

  • Mexikó,
  • USA,
  • Hollandia,
  • India,
  • Egyesült Királyság,
  • Peru,
  • Németország;

kisebb mennyiségeket termelnek további 15 országban.

Veszélyei

A kadmium legfőbb veszélye, hogy képes helyettesíteni az esszenciális cinket, annak jótékony élettani hatása nélkül. Mivel erősen toxikus, a Zn helyébe beépülve súlyos károsodásokat okoz.

A növények sokáig elviselik a magas Cd-tartalmat, ezért a kadmium könnyen bekerülhet az állati és emberi táplálékláncba jóval azelőtt, hogy maguk a növények láthatóan károsodnának.

Az emberi és állati szervekben a Cd felhalmozódik, így krónikusan toxikussá válik. Az emberek számára külön Cd-forrás a dohányzás, ami az akkumulációt is erősíti (folyamatos Cd-felvétel). A krónikus Cd-toxicitás tünetei közül megemlítendő a szív- és veseelégtelenség, a magas vérnyomás.

Felhasználása

A kadmiumot korrózióvédelemre, akkumulátorcellák elektródjának, atommaghasadás szabályozására, könnyen olvadó ötvözetek előállítására, napelem gyártásban (tellúrral ötvözve), festékek készítésére stb. alkalmazzák.