48 Cd 112.414

Кадмий

Переходный металл Cadmium твёрдое

[Kr] 4d¹⁰ 5s² · 2 · 8 · 18 · 18 · 2

← Ag Серебро In Индий →

Мягкий белый металл, химически близкий цинку и куда более ядовитый. Кадмий дал имя одному из самых тяжёлых массовых отравлений в истории и в большинстве применений уже вытеснен по экологическим причинам.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 48
Атомная масса: 112.414 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Kr] 4d¹⁰ 5s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 18 · 18 · 2
Блок: d-блок
Группа: Подгруппа цинка
Период: 5
Электроотрицательность (Полинг): 1.69
Электроотрицательность (Аллен): 1.52
Атомный радиус: 161 pm
Ковалентный радиус: 144 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 158 pm
1-я энергия ионизации: 867.8 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 631.4 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 3 616 kJ/mol
Сродство к электрону: 0 kJ/mol
Характерные степени окисления: +2
Степени окисления: -2, +1, +2

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 8.65 g/cm³
Температура плавления: 594.22 K · 321.1 °C
Температура кипения: 1 040 K · 766.9 °C
Скорость звука: 2 310 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 6.21 kJ/mol
Теплота испарения: 99.87 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.232 J/(g·K)
Теплопроводность: 96.6 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 50 GPa
Модуль сдвига: 19 GPa
Модуль объёмного сжатия: 42 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.3
Твёрдость по Моосу: 2
Твёрдость по Бринеллю: 203 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 72.7 nΩ·m
Магнитный тип: диамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: 0.517 K

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
Параметры решётки: a = 297.94 pm · c = 561.86 pm

Распространённость

В земной коре: 0.15 mg/kg
В океане: 0.00011 mg/L
Во Вселенной: 0.2 mg/kg
В теле человека: 0.7 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
¹⁰⁶Cd	1.25 %	стабилен	—
¹⁰⁸Cd	0.89 %	стабилен	—
¹¹⁰Cd	12.49 %	стабилен	—
¹¹¹Cd	12.8 %	стабилен	—
¹¹²Cd	24.13 %	стабилен	—
¹¹³Cd	12.22 %	7.922·10⁶ млрд лет	β−
¹¹⁴Cd	28.73 %	стабилен	—
¹¹⁶Cd	7.49 %	стабилен	—

Кадмий-113 обладает исключительно высоким сечением захвата тепловых нейтронов, что и определяет применение кадмия в регулирующих стержнях.

Открытие

Год открытия: 1817
Кто открыл: Фридрих Штромейер
Где: Германия
Происхождение названия: от латинского «cadmia» — цинковая руда, в которой его нашли

История

Фридрих Штромейер в 1817 году исследовал партию карбоната цинка, желтевшую при нагревании, и нашёл в ней новый элемент. Название — от латинского cadmia, старого имени цинковой руды.

Где встречается

0,15 мг/кг коры. Собственных руд практически нет: кадмий всегда сопутствует цинку в сфалерите.

Как получают

Исключительно как побочный продукт производства цинка — из пылей и шламов.

Роль в живой природе

Биологической роли нет. Кадмий вытесняет цинк из ферментов и накапливается в почках, где период его полувыведения из организма составляет десятилетия.

Безопасность

Канцероген первой группы. Болезнь итай-итай в Японии 1940-х — массовое отравление кадмием из рисовых полей, орошавшихся сточными водами рудника; она сопровождалась множественными переломами костей от боли при малейшем движении.

Применение

Никель-кадмиевые аккумуляторы (в ЕС ограничены)
Теллурид кадмия в тонкоплёночных солнечных модулях
Пигменты: кадмиевый жёлтый, оранжевый и красный
Регулирующие стержни ядерных реакторов
Антикоррозионные покрытия в авиации

Любопытные факты

Название болезни итай-итай по-японски буквально означает «больно-больно».
Кадмиевые пигменты давали художникам самые яркие жёлтые и красные, но сегодня почти вытеснены.
Курильщик получает примерно вдвое больше кадмия, чем некурящий: табак активно накапливает металл из почвы.
Кадмий-113 поглощает нейтроны в 20 тысяч раз охотнее природного бора.