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原子序数为48的化学元素
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拼音注音ㄍㄜˊ粤拼gaak3,英語:Cadmium),是一化學元素化學符號Cd原子序是48。鎘是性質柔軟的銀白色過渡金屬,化學性質與同族的相似。鎘在大多數的化合物中,氧化數常為+2,與鋅相同。與汞相似,鎘的熔點較其他過渡金屬(第3族至第11族)低。第12族中的鎘及其同族元素通常不被視為過渡金屬,因為他們沒有在元素或共同氧化態下部分填充d或f電子殼。鎘在地殼中的平均濃度是介於0.1到0.5ppm。在1817年,德國的弗里德里希·施特羅邁爾卡爾·塞繆爾·萊貝雷希特·赫爾曼英语Karl Samuel Leberecht Hermann鋅礦的雜質中發現鎘。

镉   48Cd
氫(非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(非金屬)
氮(非金屬)
氧(非金屬)
氟(鹵素)
氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)
鎂(鹼土金屬)
鋁(貧金屬)
矽(類金屬)
磷(非金屬)
硫(非金屬)
氯(鹵素)
氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)
鈣(鹼土金屬)
鈧(過渡金屬)
鈦(過渡金屬)
釩(過渡金屬)
鉻(過渡金屬)
錳(過渡金屬)
鐵(過渡金屬)
鈷(過渡金屬)
鎳(過渡金屬)
銅(過渡金屬)
鋅(過渡金屬)
鎵(貧金屬)
鍺(類金屬)
砷(類金屬)
硒(非金屬)
溴(鹵素)
氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)
鍶(鹼土金屬)
釔(過渡金屬)
鋯(過渡金屬)
鈮(過渡金屬)
鉬(過渡金屬)
鎝(過渡金屬)
釕(過渡金屬)
銠(過渡金屬)
鈀(過渡金屬)
銀(過渡金屬)
鎘(過渡金屬)
銦(貧金屬)
錫(貧金屬)
銻(類金屬)
碲(類金屬)
碘(鹵素)
氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)
鋇(鹼土金屬)
鑭(鑭系元素)
鈰(鑭系元素)
鐠(鑭系元素)
釹(鑭系元素)
鉕(鑭系元素)
釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
銩(鑭系元素)
鐿(鑭系元素)
鎦(鑭系元素)
鉿(過渡金屬)
鉭(過渡金屬)
鎢(過渡金屬)
錸(過渡金屬)
鋨(過渡金屬)
銥(過渡金屬)
鉑(過渡金屬)
金(過渡金屬)
汞(過渡金屬)
鉈(貧金屬)
鉛(貧金屬)
鉍(貧金屬)
釙(貧金屬)
砈(類金屬)
氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)
鐳(鹼土金屬)
錒(錒系元素)
釷(錒系元素)
鏷(錒系元素)
鈾(錒系元素)
錼(錒系元素)
鈽(錒系元素)
鋂(錒系元素)
鋦(錒系元素)
鉳(錒系元素)
鉲(錒系元素)
鑀(錒系元素)
鐨(錒系元素)
鍆(錒系元素)
鍩(錒系元素)
鐒(錒系元素)
鑪(過渡金屬)
𨧀(過渡金屬)
𨭎(過渡金屬)
𨨏(過渡金屬)
𨭆(過渡金屬)
䥑(預測為過渡金屬)
鐽(預測為過渡金屬)
錀(預測為過渡金屬)
鎶(過渡金屬)
鉨(預測為貧金屬)
鈇(貧金屬)
鏌(預測為貧金屬)
鉝(預測為貧金屬)
鿬(預測為鹵素)
鿫(預測為惰性氣體)




外觀
银灰色金属

结晶镉
概況
名稱·符號·序數 镉(Cadmium)·Cd·48
元素類別 过渡金属
·週期· 12 ·5·d
標準原子質量 112.414
電子排布

[]4d105s2
2, 8, 18, 18, 2

镉的电子層(2, 8, 18, 18, 2)
歷史
發現 卡爾·塞繆爾·萊貝雷希特·赫爾曼英语Karl Samuel Leberecht Hermann弗里德里希·施特罗迈尔(1817年)
分離 卡爾·塞繆爾·萊貝雷希特·赫爾曼英语Karl Samuel Leberecht Hermann弗里德里希·施特罗迈尔
命名 弗里德里希·施特罗迈尔(1817年)
物理性質
物態 固态
密度 (接近室温
8.65 g·cm−3
熔點時液體密度 7.996 g·cm−3
熔點 594.22 K,321.07 °C,609.93 °F
沸點 1040 K,767 °C,1413 °F
熔化熱 6.21 kJ·mol−1
汽化熱 99.87 kJ·mol−1
比熱容 26.020 J·mol−1·K−1

蒸氣壓

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 530 583 654 745 867 1040
原子性質
氧化態 2, 1
(弱碱性
電負性 1.69(鲍林标度)
電離能

第一:867.8 kJ·mol−1
第二:1631.4 kJ·mol−1

第三:3616 kJ·mol−1
原子半徑 151 pm
共價半徑 144±9 pm
范德華半徑 158 pm
雜項
晶體結構 六方密排晶格
磁序 抗磁性
電阻率 (22℃) 72.7 Ω·m
熱導率 96.6 W·m−1·K−1
膨脹係數 (25 °C)30.8 µm·m−1·K−1
聲速(細棒) (20 °C)2310 m·s−1
楊氏模量 50 GPa
剪切模量 19 GPa
泊松比 0.30
莫氏硬度 2.0
布氏硬度 203 MPa
CAS號7440-43-9
最穩定同位素

主条目:镉的同位素

同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量MeV 產物
106Cd 1.25% >9.5×1017 εε - 106Pd
107Cd 人造 6.5小时 ε 1.417 107Ag
108Cd 0.89% >6.7×1017 εε - 108Pd
109Cd 人造 462.6天 ε 0.214 109Ag
110Cd 12.49% 穩定,帶62個中子
111Cd 12.8% 穩定,帶63個中子
112Cd 24.13% 穩定,帶64個中子
113Cd 12.22% 7.7×1015 β 0.316 113In
113mCd 人造 14.1年 β 0.580 113In
IT 0.264 113Cd
114Cd 28.73% >9.3×1017 ββ - 114Sn
115Cd 人造 53.46小时 β 1.446 115In
116Cd 7.49% 2.9×1019 ββ - 116Sn
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鎘在大多數鋅礦中作為次要成分出現,並且是生產鋅的副產物。鎘和鋅均可用作電池材料。鎘可製作鎳鎘電池,其被用於塑膠製造和金屬電鍍、生產顏料油漆染料印刷油墨等中某些黃色顏料、製作車胎、某些發光電子組件和核子反應爐原件。[1][2] 鎘長期用作鋼上的耐腐蝕鍍層,鎘化合物則是用作紅色、橙色和黃色顏料,幫玻璃上色著色,以及穩定塑料。鎘的使用正普遍減少,因為它含有毒性(它被特別列入歐洲有害物質限制英语Restriction of Hazardous Substances Directive[3]),且鎳鎘電池已被鎳氫電池鋰離子電池取代。其中之一的少數新用途是碲化鎘太陽能板

雖然鎘在較高等生物體中並無已知的生物功能,但在海洋矽藻中已發現了鎘依賴性碳酸酐酶英语carbonic anhydrase

性質编辑

物理性質编辑

鎘是一種柔軟、有延展性韌性、銀白色的二價金屬。它在許多方面與鋅相似,但形成的化合物較複雜英语complex[4]與大多數其他金屬不同,鎘具有耐腐蝕性,可作為其他金屬的保護英语plate。塊狀金屬的鎘不溶於水、不易燃;然而,粉末形式的鎘可能會燃燒並釋有毒煙霧英语toxic fumes[5]

化學性質编辑

雖然鎘通常具有+2價的氧化態,它也存在+1價的狀態。鎘及其同族元素英语congener有時不被認為是過渡金屬,因為它們在元素態或常見氧化態下不具有未填滿之d或f軌域。[6]鎘在空氣中燃燒會形成棕色非晶型之氧化鎘;該化合物的結晶型是深紅色,並會隨著加熱而改變顏色,此性質類似於氧化鋅。鎘溶於鹽酸硫酸硝酸,分別會形成氯化鎘硫酸鎘以及硝酸鎘。若要產生氧化態+1價的鎘,可將鎘溶解在氯化鎘氯化鋁的混合物中形成Cd22+陽離子,其形式與氯化亞汞(Hg22+)相似。[4]

Cd + CdCl2 + 2 AlCl3 → Cd2(AlCl4)2

鎘分別與含氮鹼基、胺基酸及維生素分子所形成之錯合物結構已被確定。[7]


历史编辑

1817年,化学家卡爾·塞繆爾·萊貝雷希特·赫爾曼英语Karl Samuel Leberecht Hermann弗里德里希·施特罗迈尔和罗洛夫几乎同时发现了镉元素。[8]


鎘污染编辑

镉對健康有不良的影響,被列为可致物。

1930-1960年代,日本富山縣神通川流域部分鎘污染,发生痛痛病,事緣煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源。

廣州中山大學生物科技學院聯同香港浸會大學生物系在2006年3至4月期間,抽查化驗中港兩地市面出售的楊桃,51%鎘含量屬嚴重超標。[9]

各地對鎘安全標準编辑

台灣编辑

根据《中華民國国家标准污水综合排放标准[10]》,镉属于第一类污染物,其最高允许排放浓度为0.1mg/L。[11]

歐盟编辑

歐盟将鎘列為高危害有毒物質和可致癌物質并予以規管。[12]

美國编辑

美國環境保護署限制排入棄置場農田的鎘量并禁止殺蟲劑中含有鎘。美國環境保護署允許飲用水含有10ppb的鎘,並打算把限制減到5ppb。美國食品和藥物管理局规定食用色素的含鎘量為不得多于15ppm美國職業安全衛生署规定工作環境空氣中镉含量在煙霧為100微克/立方公尺,在鎘塵為200微克/ 立方公尺。美國職業安全衛生署计划将空气中所有鎘化合物含量限制在1到5微克/ 立方公尺美國國家職業安全和衛生研究所希望讓工人盡量少呼吸到鎘以防止肺癌[13]

参考资料编辑

  1. ^ http://140.112.119.150/creod/iosh/articles/Cd.htm[永久失效連結]
  2. ^ 存档副本 (PDF). [2007-09-22]. (原始内容 (PDF)存档于2009-04-19). 
  3. ^ Morrow, H. Cadmium and Cadmium Alloys. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons. 2010: 1–36. ISBN 978-0-471-23896-6. doi:10.1002/0471238961.0301041303011818.a01.pub3. 
  4. ^ 4.0 4.1 Holleman, A. F.; Wiberg, E.; Wiberg, Nils. Cadmium. Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 91–100. Walter de Gruyter. 1985: 1056–1057. ISBN 978-3-11-007511-3 (德语). 
  5. ^ Case Studies in Environmental Medicine (CSEM) Cadmium. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. [30 May 2011]. (原始内容存档于6 June 2011). 
  6. ^ Cotton, F. A. Survey of Transition-Metal Chemistry. Advanced Inorganic Chemistry 6th. John Wiley and Sons. 1999: 633. ISBN 978-0-471-19957-1. 
  7. ^ Carballo, Rosa; Castiñeras, Alfonso; Domínguez-Martin, Alicia; García-Santos, Isabel; Niclós-Guttiérrez, Juan. Chapter 7. Solid state structures of cadmium complexes with relevance to biological systems. (编) Astrid Sigel; Helmut Sigel; Roland K. O. Sigel. Cadmium: From Toxicology to Essentiality. Metal Ions in Life Sciences 11. Springer. 2013: 145–189. ISBN 978-94-007-5178-1. PMID 23430774. doi:10.1007/978-94-007-5179-8_7. hdl:11093/232. 
  8. ^ Cadmium. Elementymology & Elements Multidict. [2018-12-03]. 
  9. ^ http://www.mingpaonews.com/20070922/goa1.htm
  10. ^ /, /. 中华人民共和国国家标准 污水综合排放标准 (中华民国强制性国家标准). 国家技术监督局. 1996-10-04. 
  11. ^ GB 8978-1996 污水综合排放标准
  12. ^ http://www.environment-agency.gov.uk/business/444255/446867/255244/substances/29/?any_all=&choose_order=&exactphrase=&lang=_e&region=&searchfor=unece&subject=&theme=&withoutwords=[永久失效連結]
  13. ^ http://www.epa.gov.tw/b/b0100.asp?Ct_Code=06X0001696X0003265&L[永久失效連結]

外部連結编辑