Кадмий (Cd)
Переходный металлТвердое вещество
Стандартный атомный вес
112.414 uЭлектронная конфигурация
[Kr] 5s2 4d10Температура плавления
321.07 °C (594.22 K)Температура кипения
766.85 °C (1040 K)Плотность
8690 kg/m³Степени окисления
−2, +1, +2Электроотрицательность (Полинг)
1.69Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1817Атомный радиус
155 pmДополнительно
Кадмий — мягкий голубовато-белый постпереходный металл группы 12. Он встречается главным образом как минорный компонент цинковых руд и обычно извлекается как побочный продукт переработки цинка. В химическом отношении для него характерна степень окисления +2, и он образует множество солей с ионным характером. Его технологическое значение в некоторых областях снизилось, поскольку кадмий и многие его соединения высокотоксичны, однако он остаётся полезным там, где требуются особые электрохимические, пигментные или полупроводниковые свойства.
Мягкий голубоватый металл, относящийся к 12-й группе периодической таблицы. Чрезвычайно токсичен даже в низких концентрациях. Химически сходен с цинком, но образует более сложные соединения. Открыт в 1817 году F. Stromeyer.
Название происходит от греческого kadmeia — «каменная цинковая руда» (карбонат цинка), в качестве примеси которого он был найден в природе. Возможно, он был обнаружен в печной золе в Фивах, городе в области Беотия в центральной Греции. Мифологический царь Финикии Кадм основал Фивы и послужил источником названия руды. Элемент был открыт и впервые выделен немецким врачом Фридрихом Штромейером в 1817 году.
Кадмий был открыт Фридрихом Штромейером, немецким химиком, в 1817 году при изучении образцов калымина (ZnCO3). При нагревании Штромейер заметил, что некоторые образцы калымина светятся жёлтым цветом, тогда как другие — нет. После дальнейшего изучения он установил, что калымин, изменяющий цвет при нагревании, содержит следовые количества нового элемента. Существует только один минерал, содержащий значительные количества кадмия, — гринокит (CdS), но его недостаточно для рентабельной добычи. К счастью, небольшие количества кадмия встречаются в цинковых рудах, и большая часть производимого сегодня кадмия получается как побочный продукт добычи и переработки цинка.
От латинского слова cadmia, греческого kadmeia — древнего названия калымина, карбоната цинка. Открыт Штромейером в 1817 году как примесь в карбонате цинка. Кадмий чаще всего встречается в небольших количествах в ассоциации с цинковыми рудами, такими как сфалерит (ZnS). Гринокит (CdS) — единственный сколько-нибудь значимый минерал, содержащий кадмий. Почти весь кадмий получают как побочный продукт при переработке цинковых, медных и свинцовых руд. Это мягкий, голубовато-белый металл, который легко режется ножом. Во многих отношениях он сходен с цинком. В 1927 году Международная конференция по мерам и весам переопределила метр через длину волны красной спектральной линии кадмия (т. е. 1 м = 1.553,164.13 длины волны). Это определение было изменено (см. криптон).
Изображения
Свойства
Физические
- Атомный радиус (эмпир.)
- 155 pm
- Ковалентный радиус
- 144 pm
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 158 pm
- Металлический радиус
- 138 pm
- Плотность
- Молярный объём
- 0.0131 L/mol
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 321.07 °C
- Температура кипения
- 766.85 °C
- Теплопроводность
- 96.9 Вт/(м·К)
- Удельная теплоёмкость
- 0.232 Дж/(г·К)
- Молярная теплоёмкость
- 26.02 Дж/(моль·К)
- Кристаллическая структура
- hcp
Химические
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.69
- Электроотрицательность (Аллен)
- 1.52
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- −2, +1, +2
- Валентные электроны
- 12
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Теплота плавления
- 0.06436234 eV
- Теплота парообразования
- 1.036431 eV
- Теплота возгонки
- 1.160802 eV
- Теплота атомизации
- 1.160802 eV
- Энтальпия атомизации
Ядерные
- Протоны
- 48
- Нейтроны
- 64
- Известные изотопы
- 42
- Стабильные изотопы
- 3
- Наиболее стабильный изотоп
- Cd-112
- Год открытия
- 1817
Распространённость
- Распространённость (земная кора)
- 0.15 мг/кг
- Распространённость (океан)
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 298 pm
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 18, 18, 2
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7440-43-9
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Cd
- InChI Key
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Cd: 4d¹⁰ 5s²[Kr] 4d¹⁰ 5s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 110 Стабильный | 109,90300661 ± 0,00000061 | 12.4900% | Стабильный |
| 111 Стабильный | 110,90418287 ± 0,00000061 | 12.8000% | Стабильный |
| 112 Стабильный | 111,90276287 ± 0,0000006 | 24.1300% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 296.1 °C ниже точки плавления (321.07 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 48 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Cd I | 0 | 69 | 18 | 69 |
| Cd II | +1 | 173 | 87 | 173 |
| Cd III | +2 | 95 | 0 | 0 |
| Cd IV | +3 | 102 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Cd I | 0 | 128 |
| Cd II | +1 | 101 |
| Cd III | +2 | 48 |
| Cd IV | +3 | 52 |
| Cd V | +4 | 2 |
| Cd VI | +5 | 2 |
| Cd VII | +6 | 2 |
| Cd VIII | +7 | 2 |
| Cd IX | +8 | 2 |
| Cd X | +9 | 2 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +2 | 4 | N/A | 78 пм |
| +2 | 5 | N/A | 87 пм |
| +2 | 6 | N/A | 95 пм |
| +2 | 7 | N/A | 103 пм |
| +2 | 8 | N/A | 110.00000000000001 пм |
| +2 | 12 | N/A | 131 пм |
Соединения
Изотопы (3)
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 110 Стабильный | 109,90300661 ± 0,00000061 | 12.4900% ± 0.1800% | Стабильный | stable | |
| 111 Стабильный | 110,90418287 ± 0,00000061 | 12.8000% ± 0.1200% | Стабильный | stable | |
| 112 Стабильный | 111,90276287 ± 0,0000006 | 24.1300% ± 0.2100% | Стабильный | stable |
Спектральные линии
| Длина волны (нм) | Интенсивность | Стадия ионизации | Тип | Переход | Точность | Источник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 398.19257 нм | 10 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.9s 1S | Измерено | NIST | |
| 414.03021 нм | N/A | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.7d 1D | Измерено | NIST | |
| 430.66718 нм | 8 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.8s 1S | Измерено | NIST | |
| 441.29894 нм | 3 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 3P* → 4d10.5s.6s 1S | Измерено | NIST | |
| 466.2352 нм | 8 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.6d 1D | Измерено | NIST | |
| 467.815 нм | 200 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 3P* → 4d10.5s.6s 3S | Измерено | NIST | |
| 479.99121 нм | 300 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 3P* → 4d10.5s.6s 3S | Измерено | NIST | |
| 508.58214 нм | N/A | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 3P* → 4d10.5s.6s 3S | Измерено | NIST | |
| 515.46618 нм | 6 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.7s 1S | Измерено | NIST | |
| 609.9142 нм | 300 | Cd I | emission | 4d10.5s.6s 3S → 4d10.5s.8p 3P* | Измерено | NIST | |
| 611.1495 нм | 100 | Cd I | emission | 4d10.5s.6s 3S → 4d10.5s.8p 3P* | Измерено | NIST | |
| 632.51689 нм | 100 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.5d 3D | Измерено | NIST | |
| 633.00149 нм | 30 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.5d 3D | Измерено | NIST | |
| 643.84695 нм | 2000 | Cd I | emission | 4d10.5s.5p 1P* → 4d10.5s.5d 1D | Измерено | NIST | |
| 677.8116 нм | 30 | Cd I | emission | 4d10.5s.6s 1S → 4d10.5s.8p 1P* | Измерено | NIST | |
| 734.5665 нм | 1000 | Cd I | emission | 4d10.5s.6s 3S → 4d10.5s.7p 3P* | Измерено | NIST |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
- Ковалентный радиус (Брэгг)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Batsanov
- Alvarez
- UFF
- MM3
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (Рам)
- Металлический радиус (C12)
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- Miedema
- Gunnarsson–Lundqvist
- Robles–Bartolotti
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
- C₆ (Gould–Bučko)
Параметры Мидемы
- Молярный объём Мидемы
- Электронная плотность Мидемы
Риск поставок и экономика
- Концентрация производства
- Относительный риск поставок
- Распределение запасов
- Политическая стабильность (топ-производитель)
- Политическая стабильность (топ-запасы)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 594.22 K |
| Температура кипения | 1040.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (10)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0.9744 |
| 2 | p | 4.091 |
| 2 | s | 12.6142 |
| 3 | d | 14.3931 |
| 3 | p | 17.3085 |
| 3 | s | 17.1588 |
| 4 | d | 32.1232 |
| 4 | p | 28.5888 |
| 4 | s | 27.1308 |
| 5 | s | 39.808 |
Детализация кристаллических радиусов (6)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 2 | IV | 92 | ||
| 2 | V | 101 | ||
| 2 | VI | 109 | ||
| 2 | VII | 117 | calculated, | |
| 2 | VIII | 124 | calculated, | |
| 2 | XII | 145 |
Режимы распада изотопов (59)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 94 | B+ | — |
| 94 | B+p | — |
| 95 | B+ | 100% |
| 95 | B+p | 4.6% |
| 96 | B+ | 100% |
| 96 | B+p | 1.6% |
| 97 | B+ | 100% |
| 97 | B+p | 7.4% |
| 98 | B+ | 100% |
| 98 | B+p | 0% |
Факторы рассеяния X‑лучей (510)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 0.40004 |
| 10.1617 | — | 0.41842 |
| 10.3261 | — | 0.43764 |
| 10.4931 | — | 0.45775 |
| 10.6628 | — | 0.49362 |
| 10.8353 | — | 0.53685 |
| 11.0106 | — | 0.59258 |
| 11.1886 | — | 0.66328 |
| 11.3696 | — | 0.74242 |
| 11.5535 | — | 0.86125 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
1.5×10-1 milligrams per kilogram
Источники (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
1.1×10-4 milligrams per liter
Источники (1)
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Cadmium.
The element property data was retrieved from publications.

