Élément chimique · fiche de référence

48Cd

Cadmium

Le cadmium est l’élément 48 (Cd), situé en période 5, groupe 12 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Kr] 4d10 5s2.

Numéro atomique48

Poids atomique standard112,414(4)

Groupe12

Période5

Blocd

Configuration électronique[Kr] 4d10 5s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie du cadmium. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Kr] 4d10 5s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour le cadmium, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 8,65 g/cm³. Le point de fusion est 594,2 K (321,1 °C). Le point d’ébullition est 1 040 K (766,9 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le cadmium est utilisé dans certains accumulateurs, pigments et revêtements, mais le cadmium et nombre de ses composés sont toxiques et font l’objet de réglementations strictes.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

batteries et accumulateurs

Le cadmium intervient dans certaines chimies de batteries, matériaux d’électrode ou électrolytes. Le rôle exact dépend du composé et du type d’accumulateur.

pigments

Des composés fournissent des couleurs ou propriétés optiques stables dans les peintures, céramiques, plastiques ou verres.

revêtements métalliques

Le cadmium est déposé par voie électrochimique pour protéger une surface, modifier son aspect ou lui donner des propriétés électriques particulières.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le cadmium est en période 5 et dans le groupe 12. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre l’argent et l’indium sur la même période ; le zinc est au-dessus et le mercure au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 18 · 2

Masse volumique8,65 g/cm³

Point de fusion594,2 K (321,1 °C)

Point d’ébullition1 040 K (766,9 °C)

Électronégativité de Pauling1,69

Première énergie d’ionisation867,8 kJ/mol

Affinité électronique—

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du cadmium est associée à Karl Samuel Leberecht Hermann. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 112.414(4). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le cadmium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Le cadmium et de nombreux composés du cadmium sont toxiques, notamment pour les reins et les poumons ; l’exposition professionnelle est strictement encadrée.