عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
48Cd

كادميوم

كادميوم عنصر كيميائي عدده الذري 48 ورمزه Cd. يقع في الدورة 5، المجموعة 12 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Kr] 4d10 5s2.

العدد الذري48
الكتلة الذرية القياسية112.414(4)
المجموعة12
الدورة5
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Kr] 4d10 5s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء كادميوم. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.

التوزيع الإلكتروني لـكادميوم هو [Kr] 4d10 5s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـكادميوم الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 8.65 g/cm³. نقطة الانصهار هي 594.2 K (321.1 °C). نقطة الغليان هي 1 040 K (766.9 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد كادميوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر كادميوم في تطبيقات مرتبطة بـبطاريات، أصباغ وطلاء المعادن. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

بطاريات

يُستخدم كادميوم في بعض كيميائيات البطاريات كمادة قطب أو مكوّن نشط أو جزء من الإلكتروليت، بحسب تصميم الخلية والمركب المستخدم.

أصباغ

تُستخدم مركبات كادميوم كأصباغ أو مواد بصرية عندما تمنح ألواناً مستقرة أو خواص ضوئية مفيدة.

طلاء المعادن

يُستخدم كادميوم كطلاء بالترسيب الكهربائي لحماية الأسطح أو تغيير مظهرها أو منحها خواص كهربائية محددة.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع كادميوم في الدورة 5 والمجموعة 12. العناصر المجاورة المعروضة هي: نحاس؛ زنك؛ غاليوم؛ فضة؛ إنديوم؛ ذهب؛ زئبق؛ ثاليوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 18 · 2
الكثافة8.65 g/cm³
نقطة الانصهار594.2 K (321.1 °C)
نقطة الغليان1 040 K (766.9 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.69
طاقة التأين الأولى867.8 kJ/mol
الألفة الإلكترونية—

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف كادميوم بأعمال كارل صمويل ليبرخت هيرمان. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـكادميوم هي 112.414(4). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـكادميوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

لبعض صور كادميوم أو مركباته سمية مهمة. يعتمد الخطر على النوع الكيميائي والجرعة وطريق التعرض، لذلك يجب الرجوع إلى بيانات السلامة الخاصة بالمادة المستخدمة فعلياً.