יסוד כימי · דף עיון
48Cd

קדמיום

קדמיום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 48 וסמלו Cd. הוא נמצא במחזור 5, קבוצה 12 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Kr] 4d10 5s2.

מספר אטומי48
משקל אטומי תקני112.414(4)
קבוצה12
מחזור5
בלוקd
תצורת אלקטרונים[Kr] 4d10 5s2
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של קדמיום. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.

תצורת האלקטרונים של קדמיום היא [Kr] 4d10 5s2. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הצורות הכימיות החשובות של קדמיום כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 8.65 g/cm³. נקודת ההתכה היא 594.2 K (321.1 °C). נקודת הרתיחה היא 1 040 K (766.9 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא קדמיום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, קדמיום מופיע ביישומים כגון סוללות, פיגמנטים וציפוי מתכות. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

סוללות

קדמיום משמש בכימיות מסוימות של סוללות, בחומרי אלקטרודה או באלקטרוליטים; התפקיד המדויק תלוי בתרכובת ובתכנון התא.

פיגמנטים

תרכובות של קדמיום מעניקות צבעים יציבים או תכונות אופטיות לצבעים, לקרמיקה, לפלסטיק או לזכוכית.

ציפוי מתכות

קדמיום משמש בציפוי אלקטרוליטי להגנת משטחים, לשינוי המראה או להקניית תכונות חשמליות מוגדרות.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

קדמיום נמצא במחזור 5 ובקבוצה 12. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: נחושת; אבץ; גליום; כסף; אינדיום; זהב; כספית; תליום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 18 · 2
צפיפות8.65 g/cm³
נקודת התכה594.2 K (321.1 °C)
נקודת רתיחה1 040 K (766.9 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.69
אנרגיית יינון ראשונה867.8 kJ/mol
זיקה אלקטרונית—

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי קדמיום מזוהה עם עבודתו של קרל סמואל לברכט הרמן. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של קדמיום הוא 112.414(4). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לקדמיום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

לצורות מסוימות של קדמיום או לתרכובותיו יש רעילות משמעותית. הסיכון תלוי במין הכימי, במינון ובדרך החשיפה, ולכן יש להשתמש בנתוני הבטיחות של החומר המסוים.