Cadmi

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Cadmi
BạcCadmiIndi
Zn
  Hexagonal.png
 
48
Cd
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Cd
Hg
Bảng tiêu chuẩn
Hình dạng
Ánh kim bạc hơi xanh xám
Tính chất chung
Tên, Ký hiệu, Số Cadmi, Cd, 48
Phiên âm /ˈkædmiəm/ KAD-mee-əm
Phân loại Kim loại chuyển tiếp
Nhóm, Chu kỳ, Phân lớp 125, d
Khối lượng nguyên tử 112,411
Cấu hình electron [Kr] 5s2 4d10
Số electron trên vỏ điện tử 2, 8, 18, 18, 2
Electron shell 048 Cadmium.svg
Tính chất vật lý
Màu Ánh kim bạc hơi xanh xám
Trạng thái vật chất Chất rắn
Mật độ gần nhiệt độ phòng 8,65 g·cm−3
Mật độ ở thể lỏng khi đạt nhiệt độ nóng chảy 7,996 g·cm−3
Nhiệt độ nóng chảy 594,22 K, 321,07 °C, 609,93 °F
Nhiệt độ sôi 1040 K, 767 °C, 1413 °F
Nhiệt lượng nóng chảy 6,21 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi 99,87 kJ·mol−1
Nhiệt dung 26,020 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 530 583 654 745 867 1040
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa 2, 1
(Bazơ nhẹ)
Độ âm điện 1,69 (thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 867,8 kJ·mol−1
Thứ hai: 1631,4 kJ·mol−1
Thứ ba: 3616 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trị 151 pm
Độ dài liên kết cộng hóa trị 144±9 pm
Bán kính van der Waals 158 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể Lục phương
Trạng thái trật tự từ Nghịch từ[1]
Điện trở suất (22 °C) 72,7 n Ω·m
Độ dẫn nhiệt 96,6 W·m−1·K−1
Độ giãn nở nhiệt (25 °C) 30,8 µm·m−1·K−1
Tốc độ truyền âm thanh (thanh mỏng; 20 °C) 2310 m·s−1
Mô đun Young 50 GPa
Mô đun cắt 19 GPa
Mô đun nén 42 GPa
Hệ số Poisson 0,30
Độ cứng theo thang Mohs 2,0
Độ cứng theo thang Brinell 203 MPa
Số đăng ký CAS 7440-43-9
Đồng vị ổn định nhất
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
106Cd 1,25% >9.5×1017 năm εε2ν - 106Pd
107Cd Tổng hợp 6,5 giờ ε 1.417 107Ag
108Cd 0,89% >6.7×1017 năm εε2ν - 108Pd
109Cd Tổng hợp 462,6 ngày ε 0.214 109Ag
110Cd 12.49% 110Cd ổn định với 62 nơtron
111Cd 12.8% 111Cd ổn định với 63 nơtron
112Cd 24.13% 112Cd ổn định với 64 nơtron
113Cd 12,22% 7,7×1015 năm β 0.316 113In
113mCd Tổng hợp 14,1 năm β 0.580 113In
IT 0.264 113Cd
114Cd 28,73% >9.3×1017 năm ββ2ν - 114Sn
115Cd Tổng hợp 53,46 giờ β 1.446 115In
116Cd 7,49% 2,9×1019 năm ββ2ν - 116Sn

Cadminguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu Cdsố nguyên tử bằng 48. Là một kim loại chuyển tiếp tương đối hiếm, mềm, màu trắng ánh xanh và có độc tính, cadmi tồn tại trong các quặng kẽm và được sử dụng chủ yếu trong các loại pin.

Các đặc tính nổi bật[sửa | sửa mã nguồn]

Cadmi là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn, màu trắng ánh xanh, có hóa trị 2, rất dễ cắt bằng dao. Nó tương tự về nhiều phương diện như kẽm nhưng có xu hướng tạo ra các hợp chất phức tạp hơn.

Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của cadmi là +2, nhưng có thể tìm thấy các hợp chất mà nó có hóa trị +1.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Khoảng 3/4 cadmi sản xuất ra được sử dụng trong các loại pin (đặc biệt là pin Ni-Cd) và phần lớn trong 1/4 còn lại sử dụng chủ yếu trong các chất màu, lớp sơn phủ, các tấm mạ kim và làm chất ổn định cho plastic. Các sử dụng khác bao gồm:

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Cadmi (tiếng Latinh: cadmia, tiếng Hy Lạp: kadmeia có nghĩa là "calamin") được phát hiện bởi Friedrich Strohmeyer tại Đức năm 1817. Strohmeyer đã tìm thấy nguyên tố mới trong tạp chất của cacbonat kẽm (calamin) và trong khoảng 100 năm sau đó thì Đức là nước sản xuất lớn duy nhất của kim loại này. Kim loại này được đặt tên theo từ Latinh để chỉ calamin do nó được tìm thấy trong quặng chứa hợp chất này của kẽm. Strohmeyer thông báo rằng một số mẫu quặng chứa tạp chất của calamin bị đổi màu khi nung nóng nhưng calamin tinh chất thì không.

Mặc dù cadmi và các hợp chất của nó có độc tính cao, nhưng British Pharmaceutical Codex (BPC) từ năm 1907 đã thông báo rằng iốtua cadmi được sử dụng làm thuốc trong y tế để điều trị các bệnh "khớp, tràng nhạccước".

Năm 1927, SI đã định nghĩa lại mét theo vạch quang phổ đỏ của cadmi (1m = 1.553.164,13 bước sóng). Định nghĩa này sau đó đã được thay thế (xem krypton).

Phổ biến[sửa | sửa mã nguồn]

Cadmi kim loại

Các quặng chứa cadmi rất hiếm và khi phát hiện thấy thì chúng chỉ có một lượng rất nhỏ. Greenockit (CdS), là khoáng chất duy nhất của cadmi có tầm quan trọng, gần như thường xuyên liên kết với sphalerit (ZnS). Do vậy, cadmi được sản xuất chủ yếu như là phụ phẩm từ việc khai thác, nấu chảy và tinh luyện các quặng sulfua kẽm, và ở mức độ thấp hơn là từ quặng chìđồng. Một lượng nhỏ cadmi, khoảng 10% mức tiêu thụ, được sản xuất từ các nguồn thứ cấp, chủ yếu từ bụi sinh ra khi tái chế phế thải sắtthép. Việc sản xuất tại Mỹ bắt đầu từ năm 1907 nhưng cadmi đã không được sử dụng rộng rãi cho đến tận sau khi Đại chiến thế giới 1 kết thúc.

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Cadmi nguồn gốc tự nhiên là hỗn hợp của 6 đồng vị ổn định. 27 đồng vị phóng xạ đã được phát hiện với ổn định nhất là Cd113chu kỳ bán rã là 7,7 triệu tỷ năm, Cd109 có chu kỳ bán rã 462,6 ngày, và Cd115 có chu kỳ bán rã 53,46 giờ. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 2,5 giờ và phần lớn trong chúng có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 5 phút. Nguyên tố này có 8 trạng thái đồng phân với ổn định nhất là Cd113m (t½ 14,1 năm), Cd115m (t½ 44,6 ngày) và Cd117m (t½ 3,36 giờ).

Các đồng vị cadmi có nguyên tử lượng từ 96,935 amu (Cd97) tới 129,934 amu (Cd130). Phương thức phóng xạ chủ yếu trước khi có đồng vị ổn định phổ biến thứ hai (Cd112) là bắt điện tử và phương thức chủ yếu sau khi có nó là bức xạ beta. Sản phẩm phân rã chủ yếu trước Cd112 là nguyên tố số 47 (Ag) và sản phẩm chủ yếu sau khi có Cd112 là nguyên tố 49 (indi).

Phòng ngừa[sửa | sửa mã nguồn]

Cadmi là một trong rất ít nguyên tố không có ích lợi gì cho cơ thể con người. Nguyên tố này và các dung dịch các hợp chất của nó là những chất cực độc thậm chí chỉ với nồng độ thấp, và chúng sẽ tích lũy sinh học trong cơ thể cũng như trong các hệ sinh thái. Một trong những lý do có khả năng nhất cho độc tính của chúng là chúng can thiệp vào các phản ứng của các enzime chứa kẽm. Kẽm là một nguyên tố quan trọng trong các hệ sinh học, nhưng cadmi, mặc dù rất giống với kẽm về phương diện hóa học, nói chung dường như không thể thay thể cho kẽm trong các vai trò sinh học đó. Cadmi cũng có thể can thiệp vào các quá trình sinh học có chứa magiêcanxi theo cách thức tương tự.

Hít thở phải bụi có chứa cadmi nhanh chóng dẫn đến các vấn đề đối với hệ hô hấpthận, có thể dẫn đến tử vong (thông thường là do hỏng thận). Nuốt phải một lượng nhỏ cadmi có thể phát sinh ngộ độc tức thì và tổn thương gan và thận. Các hợp chất chứa cadmi cũng là các chất gây ung thư. Ngộ độc cadmi là nguyên nhân của bệnh itai-itai, tức "đau đau" trong tiếng Nhật. Ngoài tổn thương thận, người bệnh còn chịu các chứng loãng xươngnhuyễn xương.

Khi làm việc với cadmi một điều quan trọng là phải sử dụng tủ chống khói trong các phòng thí nghiệm để bảo vệ chống lại các khói nguy hiểm. Khi sử dụng các que hàn bạc (có chứa cadmi) cần phải rất cẩn thận. Các vấn đề ngộ độc nghiêm trọng có thể sinh ra từ phơi nhiễm lâu dài cadmi từ các bể mạ điện bằng cadmi.

Xem thêm: Ngộ độc cadmi

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Tiếng Anh

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Phương tiện liên quan tới Cadmium tại Wikimedia Commons