Chemisches Element · Referenzseite

48Cd

Cadmium

Cadmium ist Element 48 (Cd) in Periode 5, Gruppe 12 und im d-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [Kr] 4d10 5s2.

Ordnungszahl48

Standard-Atomgewicht112.414(4)

Gruppe12

Periode5

Blockd

Elektronenkonfiguration[Kr] 4d10 5s2

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Bei Cadmium spielt die d-Unterschale eine wichtige Rolle für die Chemie. Elektronen ähnlicher Energie können an Bindungen beteiligt sein; dadurch sind mehrere Oxidationsstufen und Koordinationsverbindungen möglich.

Die Konfiguration [Kr] 4d10 5s2 verändert sich bei der Ionenbildung. Damit können sich Farbe, Magnetismus, Bindungsverhalten und Reaktivität deutlich ändern.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Cadmium bildet Metalllegierungen sowie Verbindungen in mehreren Oxidationsstufen. Häufig sind Oxide, Halogenide, Sulfide und Koordinationskomplexe; welche Formen stabil sind, hängt stark von Reaktionsbedingungen und Liganden ab.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Cadmium bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 8.65 g/cm³; Schmelzpunkt: 594.2 K (321.1 °C); Siedepunkt: 1 040 K (766.9 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Cadmium vorkommt und wofür es verwendet wird

Cadmium kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Batterien, Pigmente und Metallbeschichtung eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Batterien

Cadmium wird in bestimmten Batteriesystemen als Elektrodenmaterial, Bestandteil des Elektrolyten oder aktive Komponente verwendet. Die genaue Funktion hängt von der Zellchemie ab.

Pigmente

Bestimmte Verbindungen von Cadmium liefern stabile Farben oder optische Eigenschaften für Pigmente in Glas, Keramik, Kunststoffen oder Beschichtungen.

Metallbeschichtung

Cadmium wird als metallische Beschichtung abgeschieden, um Oberflächen vor Korrosion zu schützen, ihr Aussehen zu verändern oder elektrische Eigenschaften bereitzustellen.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Cadmium steht in Periode 5, Gruppe 12 und im d-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Gallium, Silber; rechts davon Indium, Gold. Solche Vergleiche zeigen, welche Eigenschaften sich innerhalb einer Periode oder Gruppe regelmäßig verändern und welche Besonderheiten das Element selbst besitzt.

Referenzdaten

Physikalische und atomare Eigenschaften

KlassifikationÜbergangsmetall

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 8 · 18 · 18 · 2

Dichte8.65 g/cm³

Schmelzpunkt594.2 K (321.1 °C)

Siedepunkt1 040 K (766.9 °C)

Pauling-Elektronegativität1.69

Erste Ionisierungsenergie867.8 kJ/mol

Elektronenaffinität—

Die Werte beziehen sich, soweit anwendbar, auf das Element oder das neutrale Atom. Stoffdaten können von allotroper Form, Druck, Reinheit und Messbedingungen abhängen.

Geschichte

Entdeckung und Identifizierung

Die Entdeckung beziehungsweise Identifizierung von Cadmium wird mit Karl Samuel Leberecht Hermann verbunden. Entdeckung, Isolierung einer reinen Probe und Einordnung über die moderne Ordnungszahl erfolgten historisch nicht immer im selben Schritt.

Isotope und Atomgewicht

Wie die Isotopenzusammensetzung die Zahlen verändert

Das Standard-Atomgewicht beträgt 112.414(4). Es beschreibt die mittlere natürliche Isotopenzusammensetzung terrestrischen Materials und nicht die Masse eines einzelnen Atoms.

Isotope von Cadmium besitzen dieselbe Protonenzahl, unterscheiden sich aber in der Zahl der Neutronen. Dadurch ändern sich Atommasse und bei radioaktiven Isotopen auch Kernstabilität und Halbwertszeit.

Sicherheit

Umgang und Exposition

Cadmium und viele seiner Verbindungen sind giftig und können besonders Nieren und Lunge schädigen. Berufliche Exposition ist deshalb streng geregelt.