کادمیم

نقره → کادمیم ← ایندیم Zn ↑ Cd ↓ Hg 48Cd جدول تناوبی
ظاهر
نقرهy gray metallic
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد	کادمیم, Cd, 48
تلفظ به انگلیسی	/ˈkædmiəm/ KAD-mee-əm
نام گروهی برای عناصر مشابه	فلزات واسطه
توصیحات مربوط به گروه	Alternatively considered a post-فلزات واسطه
گروه، تناوب، بلوک	۱۲, ۵, d
جرم اتمی استاندارد	112.411g·mol−1
آرایش الکترونی	[Kr] 5s2 4d10
الکترون به لایه	2, 8, 18, 18, 2 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت	جامد
چگالی (نزدیک به r.t.)	8.65 g·cm−3
چگالی مایع در m.p.	7.996 g·cm−3
نقطه ذوب	594.22 K, 321.07 °C, 609.93 °F
نقطه جوش	1040 K, 767 °C, 1413 °F
گرمای هم‌جوشی	6.21 kJ·mol−1
گرمای تبخیر	99.87 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی ویژه	(25 °C) 26.020 J·mol−1·K−1
فشار بخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 530 583 654 745 867 1040
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن	2, 1 (mildly basic oxide)
الکترونگاتیوی	1.69 (Pauling scale)
انرژی‌های یونیزه شدن	1st: 867.8 kJ·mol−1
	2nd: 1631.4 kJ·mol−1
	3rd: 3616 kJ·mol−1
شعاع اتمی	151 pm
شعاع کووالانسی	144±9 pm
شعاع واندروالانسی	158 pm
متفرقه
ساختار کریستالی	hexagonal
مغناطیس	diamagnetic
مقاومت الکتریکی	(22 °C) 72.7 nΩ·m
رسانایی گرمایی	(300 K) 96.6 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی	(25 °C) 30.8 µm·m−1·K−1
سرعت صوت (سیم نازک)	(20 °C) 2310 m/s
مدول یانگ	50 GPa
مدول شیر	19 GPa
مدول باک	42 GPa
نسبت پواسون	0.30
سختی موس	2.0
سختی برینل	203 MPa
عدد کاس	7440-43-9
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های کادمیم
iso NA نیمه عمر DM DE (MeV) DP 106Cd 1.25% >9.5×1017 y εε2ν - 106Pd 107Cd syn 6.5 h ε 1.417 107Ag 108Cd 0.89% >6.7×1017 y εε2ν - 108Pd 109Cd syn 462.6 d ε 0.214 109Ag 110Cd 12.49% 110Cd ایزوتوپ پایدار است که 62 نوترون داردs 111Cd 12.8% 111Cd ایزوتوپ پایدار است که 63 نوترون داردs 112Cd 24.13% 112Cd ایزوتوپ پایدار است که 64 نوترون داردs 113Cd 12.22% 7.7×1015 y β− 0.316 113In 113mCd syn 14.1 y β− 0.580 113In IT 0.264 113Cd 114Cd 28.73% >9.3×1017 y ββ2ν - 114Sn 115Cd syn 53.46 h β− 1.446 115In 116Cd 7.49% 2.9×1019 y ββ2ν - 116Sn

کادمیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cd و عدد اتمی 48 قرار گرفته است. کادمیم عنصری نسبتا" کمیاب، نرم، رنگ سفید مایل به آبی و فلز انتقالی سمی می باشدکه در سنگ معدن روی وجود داشته و در باطریها به مقدار زیادی مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات قابل توجه

کادمیم فلز دو ظرفیتی است نرم، چکش خوار، انعطاف پذیر و به رنگ سفید مایل به آبی که با چاقو به راحتی بریده می شود.این عنصر از بسیاری جهات شبیه روی است اما کادمیم ترکیبات پیچیده بیشتری بوجود می آورد. معمولی ترین حالت اکسیداسیون کادمیم 2+ می باشد، گرچه نمونه های کمیابی از 1+ نیز می توان پیدا کرد.

کاربردهـــــــــا

تقریبا" سه چهارم کادمیم در باطریها استفاده می گردد( بخصوص باطریهای Ni-Cd) و بیشتر یک سوم باقی مانده عمدتا" جهت رنگها، پوششها، آبکاری و بعنوان مواد ثبات بخش در پلاستیکها بکار می رود. کاربردهای دیگر :

در بعضی از آلیاژهای زود ذوب به کار می رود. به علت ضریب اصطکاک پائین و مقاومت بسیار خوب در برابر خستگی، در آلیاژهای بلبرینگ از آن استفاده می شود. 60% از کادمیم یافت شده در آبکاری الکتریکی به کار می رود. انواع بسیاری از لحیم ها حاوی این فلز هستند. بعنوان مانعی برای کنترل کافش اتمی( nuclear fission) به کار می رود . ترکیبات حاوی کادمیم در مواد درخشان تلویزیونهای سیاه و سفید ونیز در مواد درخشان آبی و سبز در لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می روند. کادمیم نمکهای مختلفی را بوجود می آورد که معمول ترین آنها سولفات کادیم است. از این سولفید بعنوان رنگدانه زرد استفاده می شود. در برخی نیمه هادی ها کاربرد دارد. بعضی از ترکیبات کادمیم بعنوان تثبیت کننده در Polyvinyl Coloride بکار می رود.

تاریخچــــــــــــــه

کادمیم ( لاتین cadmia، یونانی kadmeia به معنی کالامین) در سال 1817 در آلمان توسط Friedrich Stromeyer کشف شد.او این عنصر جدید را درون یک ناخالصی در کربنات روی پیدا کرد( کالامین) و برای مدت 100 سال تنها تولید کننده مهم این فلز باقی ماند.این فلز به همان واژه لاتین کالامین نامگذاری شد چون آنرا در ترکیب روی یافته بودند. Stromeyer متوجه شد بعضی از نمونه های ناخالص کالامین هنگام حرارت تغییر رنگ می دهند اما کالامین خالص اینگونه نیست. گرچه کادیم وترکیبات آن به شدت سمی هستند، از سال 1907 British Pharmaceutical Codex اعلام می دارد که یدید کادیم بعنوان دارویی برای معالجه ورم مفاصل، سل غدد لنفاوی و سرمازدگی مورد استفاده قرار می گرفته است. در سال 1927 کنفرانس بین المللی اوزان و مقادیر، متر را با توجه به یک خط طیف کادیم قرمز دوباره تعریف نمود.(یعنی : طول موجهای 164.13،553،1=m1)این تعریف اکنون تغییر یافته( به krypton نگاه کنید)

پیدایش

سنگهای معدن که حاوی کادمیم می باشند کمیاب بوده و در صورت یافت شدن به مقادیر خیلی کم وجود دارند . CdS) Greenockite )، تنها کانی مهم کادیم، تقریبا همیشه به ZnS) sphalerite ) متصل است.درنتیجه کادمیم عمدتا" بعنوان یک محصول جانبی از استخراج، خالص سازی و تصفیه سولفید اوره حاصل از سنگ معدن روی، و به میزان کمتر سرب و مس تولید می شود.

مقدار کمی از کادمیم (تقریبا" 10% مصرف )از منابع ثانویه- که عمدتا" از خاکه حاصل ازبازیافت تکه های آهن و فولاد است- بدست می آید.تولید در آمریکا از سال 1907 آغاز گردید اما بعد از وضعیت زندگی استاد در جنگ جهانی اول بود که این عنصر کاربرد فراوانی پیدا کرد.

ایزوتوپ ها

کادمیم بطورطبیعی شامل 6 ایزوتوپ پایداراست. 27 ایزوتوپ پرتوزا(radioisotopes )شناخته شده که پایدارترین آنها Cd-113 با نیمه عمر 7/7 کوادریلیون سال،109 Cd- با نیمه عمر6/426 روز و Cd-115 با نیمه عمر 46/53 ساعت می باشد.مابقی ایزوتوپهای رادیو اکتیو دارای نیمه عمری کمتر از 5/2 ساعت بوده که اکثر آنها نیمه عمرشان کمتر از 5 دقیقه است.این عنصر دارای 8 ایزومر هسته ای «meta state) است که پایدار ترینشان Cdm-113 ( با نیم عمر 14.1 سال) ، Cdm-115 (با نیم عمر 44.6 روز) و Cdm-117 ( با نیمه عمر 3.36 ساعت) می باشد. ایزوتوپهای کادمیم از نظر وزن اتمی در بازه از واحد Cd-97» amu )، تا Cd-138) amu129.934 ) قراردارند. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله، پیش از دومین ایزوتوپ پایدار فراوان ، Cd-12، الکترون گیری و حالت بلافاصله بعدی، کاهش بتا می باشد .محصول فروپاشی اصلی قبل از Cd-112، عنصر 47 «نقره) و محصول بعد از آن عنصر 49 ( ایندیم) است.

هشدارهــــــــا

کادمیم از معدود عناصری است که هیچگونه نقش ساختاری در بدن انسان ندارد.این عنصر و محلول ترکیبات آن حتی به میزان بسیار کم، سمی هستند و در اندامها و محیط زیست، ذخیره می شوند. استنشاق گرده های کادمیم به سرعت در دستگاه تنفسی و کلیه ها ایجاد مشکلاتی می کند که می توانند کشنده باشند ( اغلب از نارسائی کلیوی). خوردن هر مقدار قابل ملاحظه ای ازکادمیم موجب مسمومیت سریع کبد وکلیه ها می گردد.ترکیباتی که محتوی کادمیم هستند نیز باعث مسمومیت میشوند.

منابع

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ کادمیم موجود است.