| Ка́дмий / Cadmium (Cd) | |
|---|---|
| Атомный номер | 48 |
| Внешний вид простого вещества | мягкий ковкий металл, голубоватого 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 |
| Степени окисления | 2 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 8,65 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | 0,232 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 |
| Период решётки | 2,980 Å |
| Отношение c/a | 1,886 |
| Температура Дебая | 120,00 K |
История открытия[]
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 он 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[]
Кадмий используется в гомеопатической медицине [4]
- В последние годы кадмий стал применяться при создании новых противоопухолевых нано-медикаментов [5] [6]. 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 10 мг/м³.
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 (-SН) 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).
Ссылки[]
|
Кадмий на Викискладе? |
|---|
|
Это незавершённая статья о химическом элементе. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Кадмий. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .