Ez a szócikk a kémiai elemről szól. Hasonló címmel lásd még: CD.

48 ezüst ← kadmium → indium Zn ↑ Cd ↓ Hg 48 Cd Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	kadmium, Cd, 48
Latin megnevezés	cadmium
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	12, 5, d
Megjelenés	ezüstszürke fémes
Atomtömeg	112,411(4) g/mol[1]
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${\displaystyle \Delta _{fus}{H}^{\ominus }}$	6,21 kJ/mol
Párolgáshő ${\displaystyle \Delta _{vap}{H}^{\ominus }}$	99,87 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 26,020 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 530 583 654 745 867 1040
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs szám	2 (gyengén bázikus oxid)
Elektronegativitás	1,69 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 867,8 kJ/mol
	2.: 1631,4 kJ/mol
	3.: 3616 kJ/mol
Atomsugár	155 pm
Atomsugár (számított)	161 pm
Kovalens sugár	148 pm
Van der Waals-sugár	158 pm
Egyebek
Mágnesség	diamágneses[2]
Elektromos ellenállás	(22 °C) 72,7 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező	(300 K) 96,6 W/(m·K)
Hőtágulási együttható	(25 °C) 30,8 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 2310 m/s
Young-modulus	50 GPa
Nyírási modulus	19 GPa
Kompressziós modulus	42 GPa
Poisson-tényező	0,30
Mohs-keménység	2,0
Brinell-keménység	203 HB
CAS-szám	7440-43-9
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A kadmium izotópjai izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 106Cd 1,25% >4,1·1020 év (β+β+) - 106Pd 107Cd mest. 6,5 óra ε 1,417 107Ag 108Cd 0,89% >4,1·1017 év (β+β+) 0,272 108Pd 109Cd mest. 462,6 nap ε 0,214 109Ag 110Cd 12,49% - (SF) <22,486 111Cd 12,8% - (SF) <21,883 112Cd 24,13% - (SF) <20,733 113Cd 12,22% 7,7·1015 év β− 0,316 113In 113mCd mest. 14,1 év β− 0.580 113In IT 0,264 113Cd 114Cd 28,73% >6,4·1018 év (β−β−) 0,540 114Sn 115Cd mest. 53,46 óra β− 1,446 115In 116Cd 7,49% 3,1·1019 év β−β− 2,809 116Sn
A zárójelben megadott bomlási módok elméleti előrejelzések, azokat kísérletileg még nem figyelték meg
Hivatkozások

A kadmium (nyelvújításkori magyar nevén: kadany) az átmenetifémek közé tartozó kémiai elem. A rendszáma 48, a vegyjele Cd. Friedrich Stromeyer 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.^[3] A szó közvetve Kadmosz, Théba alapítójának nevéből származik.^[4]

Története

A kadmiumot Friedrich Stromeyer és Carl Samuel Herm egymástól függetlenül fedezte fel 1817-ben. Stromeyer megfigyelte, hogy az általa vizsgált cink-karbonát hevítés hatására elszíneződött. A tiszta cink-karbonát nem viselkedik így. Csaknem 100 éven át egyedül Németországban termeltek kadmiumot.

A kadmium elnevezést már a középkorban használták, feltehetően a cinkre. Például II. Frigyes 1226-ban feljogosította a lavanttali Szent Pál Benedek-rendi kolostort arra, hogy „ut Cadmiae tam argentj quam plumbi et ferri, que in territorio ipsius monasteri de cetero inveniri contigerint, ad opus suum”, magyarul: „hogy annak a kolostornak a területén a továbbiakban fellelt cinket, ezüstöt, ólmot és vasat a kolostor saját céljaira használják”.^[5]

Mérgező volta miatt a British Pharmaceutical Codex 1907-ben a kadmium-jodidot ajánlotta a megdagadt ízületekre (enlarged joints), skrufulusos mirigyekre (scrofulous glands) és fagyásra (chilblains).

1907-ben a Nemzetközi Csillagászati Unió az ångströmöt az 1 atmoszféra nyomású, 15 °C-os és 0,03%-os szén-dioxid tartalmú száraz levegőben a kadmium egy vörös színképvonalának hullámhosszának 1/6438,4696-odrészeként határozta meg. 1960-ban a General Conference on Weights and Measures ugyanezt a színképvonalat használta a méter alternatív definíciójának megadásához; a méter hossza ennek 1 553 164,13-szerese.

1942-ben Enrico Fermi ki-be húzogatható kadmiumrudakat használt atomreaktorához. Ezekkel a rudakkal lehetett az első (ember által alkotott) atomreaktort szabályozni, mivel a kadmium elnyelte a lassított neutronokat, ezzel csökkentette a reaktor aktivitását.

Előfordulása

Igen ritka elem, átlagos gyakorisága a földkéregben 0,15 g/t (0,000015%).^[6] 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). A terméskadmium nagyon ritka, eddig csak két darabot találtak belőle a jakutföldi Wiljui-medencében és Nevada államban.^[7] 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 kadmiumtermelő országok (2009-ben):

• Kína,
• Japán,
• Dél-Korea;

másodlagos jelentőségű:

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

kisebb mennyiségeket termelnek további 15 országban.

Előállítása

A kadmium főként a cinktermelés melléktermékeként adódik, de keletkezik az ólom és a réz termelése során is. Kisebb mennyiséget a vas és az acél újrahasznosításából nyernek.

Az előállítás módja attól függ, miképp nyerik a cinket. A száraz eljárásban a két fém elválasztásához a forráspont különbségét használják ki. Mivel a kadmium forráspontja alacsonyabb, ezért könnyebben gőzöl el, és máshol reagál az oxigénnel, mint a cink. Végül ezt a keveréket koksszal elegyítik, és a kadmiumot ledesztillálják a cinkről. Frakcionált desztillációval a fémek tovább tisztíthatók.

A nedves eljárásban az oldatban levő kadmiumionokat cinkporral redukálják és választják ki. A keletkező kadmiumot oxigénnel oxidálják, és kénsavban oldják. Ebből a kadmium-szulfát oldatból alumíniumanóddal és ólomkatóddal végzett elektrolízissel választják ki a kadmiumot.

Tulajdonságai

Fizikai tulajdonságai

Puha, kovácsolható, ezüstfényű fém. Közepes tisztaságú lemezei hajtogatva az ónhoz hasonló zörejeket adnak.

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

• ¹⁰⁶Cd – 1,25%,
• ¹⁰⁸Cd – 0,89%,
• ¹¹⁰Cd – 12,49%,
• ¹¹¹Cd – 12,80%,
• ¹¹²Cd – 24,13%,
• ¹¹³Cd – 12,22%,
• ¹¹⁴Cd – 28,73%,
• ¹¹⁶Cd – 7,49%.^[8]

Kémiai tulajdonságai

Levegőn fennmarad, de melegebb környezetben sötétebb oxidréteg keletkezik rajta. Lúgokban az oxidréteg oldhatatlan, kénsavban és sósavban nehezen, salétromsavban könnyen oldódik.

Vegyületeiben többnyire két vegyértékkel fordul elő. Reakcióiban a cinkhez hasonló, de könnyebben képez komplexeket, amiknek koordinációs száma négy. Pirosas-sárgás lánggal ég kadmium-oxid létrejöttével, ami szintén erősen mérgező – ezt a vegyületet a második világháborúban az Amerikai Egyesült Államokban mint lehetséges vegyi fegyvert tanulmányozták.^[9]

A sárga kadmium-szulfid, a piros kadmium-szelenid és a fekete kadmium-tellurid fontos II-VI félvezető. Nanotechnológiailag kvantumpontként állítják elő, és a biokémiában in vitro vizsgálatokhoz használják őket.

Kimutatása

A kadmium kimutatására szolgáló eljárás első lépésében a mintát egy nehezen olvadó üvegcsőben hevítik.^[10] A keletkező szulfid-oxid keveréket nátrium-oxaláttal fémmé redukálják. A könnyen gőzölgő kadmium a cső felső végében csapódik le.

${\displaystyle }$Információ forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Kadmium
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.

---