Lexikon: Cadmium

 

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Cadmium (auch Kadmium; cadmea (lat.) = kadmía (griech.) = Zinkerz) ist ein chemisches Element im Periodensystem|Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Cd und der 48.

Eigenschaften
- Cadmium - Indium
Zn
Cd
Quecksilber|Hg  
 
 
Kr4d105s2
64
48
Cd
Allgemein
Name, Liste der chemischen Elemente nach Symbol|Symbol, Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl|Ordnungszahl Cadmium, Cd, 48
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode des Periodensystems|Periode, Block des Periodensystems|Block 12, Periode-5-Element|5, d-Block|d
Aussehen silbrig grau metallisch
Massenanteil an der Erdhülle 3 · 10-5 %
Atomar
112,411
(berechnet) pm
Kovalenter Radius 148 pm
van der Waals-Radius 158 pm
[[Krypton|Kr]4d105S-Orbital|s2
pro 2, 8, 18, 18, 2
Oxidationszustände () basisch)
Normalpotential V (Cd2+ + 2e- → Cd)
1,69 ()
Austrittsarbeit 4,07 eV
1. 867,8 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1631,4 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 3616 kJ/mol
Physikalisch
fest
hexagonal
Dichte () kg/m3 (2)
-
K (321,07 °Grad Celsius|C)
1040 K (767 °C)
Molares Volumen m3/mol
kJ/mol
6,192 kJ/mol
Pa bei 597 K
m/s bei 293,15 K
Verschiedenes
Spezifische Wärmekapazität J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit S/m
W/(m · K)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE mega|MElektronenvolt|eV ZP
104Cd {syn.} 57,7 min ε 1,137 104Ag
105Cd {syn.} min ε 2,739 105Ag
106Cd 1,25 % Cd ist stabil mit 58 Neutronen
107Cd {syn.} h ε 1,417 107Ag
108Cd 0,89 % Cd ist Stabiles Isotop|stabil mit 60 en
109Cd {syn.} d ε 0,214 109Ag
110Cd 12,49 % Cd ist stabil mit 62 Neutronen
111Cd 12,8 % Cd ist stabil mit 63 Neutronen
112Cd 24,13 % Cd ist stabil mit 64 Neutronen
113Cd 12,22 % a β- 0,316 113In
mCd {syn.} 14,1 a β-
Isomerie-Übergang|IT
0,580
0,264
113In
113Cd
114Cd 28,73 % Cd ist stabil mit 66 Neutronen
115Cd {syn.} 53,46 h β- 1,446 115In
mCd {syn.} 44,6 d β-
Isomerie-Übergang|IT
1,627
0,181
115In
115Cd
116Cd 7,49 % Cd ist stabil mit 68 Neutronen
117Cd {syn.} 2,49 h β- 2,516 117In
118Cd {syn.} 50,3 min β- 0,520 118In
NMR-Eigenschaften
111Cd 113Cd
-1/2 -1/2
T 5,673 · 107 5,934 · 107
Empfindlichkeit 0,00954 0,0109
T MHertz (Einheit)|Hz MHertz (Einheit)|Hz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheitensystem|SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Eigenschaften

Cadmium ist ein weiches, hämmerbares, Duktilität|duktiles, blauweißes Metall. In chemischen Verbindungen liegt es meist zweiwertig vor. Chemisch gleicht es dem , es neigt aber eher zur Bildung von Komplex-Verbindungen mit der Koordiationszahl 4. Cadmium ist an Luft beständig, in der Wärme bildet es eine Oxidhaut. In der Hitze verbrennt es mit rötlicher bis gelber Flamme zu Cadmiumoxid CdO (giftig!).

Verwendung

  • Rostschutz für Eisenwerkstoffe (Vercadmen)
  • Nickel-Cadmium-Akkus
  • Farbpigmente (feuerwehrrot und postgelb (CdS)) für Farben und Kunststoffe (Mittlerweile geringe Praxisbedeutung wegen möglicher Gesundheitsgefährdung)
  • Legierungsmetall in niedrigschmelzenden Legierungen, zum Beispiel Lagerwerkstoffe oder Woodsches Metall
  • Schmiermittel in Scheibenbremsen
  • Bestandteil von Lötwerkstoffen (Lötzinn), auch für Hartlote
  • Herstellung von Halbleitern
  • Cadmiumoxid als Leuchtstoffe in Schwarz-Weiß-Fernsehröhren sowie Zusatz in Blau- und Grünphosphor von Farbröhren.
  • Regelstäbe in der Nukleartechnik
  • Spektrale Empfindlichkeit gleicht der des menschlichen Auges. Nutzung in Belichtungsmessern.
  • Cd-Stearat als Stabilisator in Kunststoffen beispielsweise in PVC (unempfindlich gegen Licht)
  • Weston Normalelement
  • Cadmiumtellurid als infrarotempfindlicher Sensor für Kameras (focal plane arrays)
  • Cadmium-Bismut-Legierungen für Schmelzsicherungen
  • Silber-Cadmium-Legierungen als Desoxidationsmittel in der Herstellung von Sterling-Silber
  • Schmuckwaren : goldgrüne Gold-Cadmium-Legierungen
  • Cadmium-Lampe

Geschichte

1817 entdeckte Friedrich Strohmeyer Cadmium (lateinisch cadmia, griechisch kadmeia für Galmei) in verunreinigtem Zinkcarbonat. Annähernd 100 Jahre wurde das Metall nur in Deutschland gewonnen. Strohmeyer bemerkte, dass sich verunreinigtes Zinkcarbonat beim Erhitzen verfärbte. Ein Verhalten, das reines Zinkcarbonat nicht zeigte.
Wegen seiner Giftigkeit verzeichnete der British Pharmaceutical Codex von 1907 Cadmiumjodid als Mittel zur Behandlung von offenen Wunden? (enlarged joints), skrofulösen Drüsen? (scrofulous glands) und Frostbeulen? (chilblains).

Die International Conference on Weights and Measures definierte 1927 die Länge von einem Meter als die 1.553.164,13-fache Wellenlänge einer roten Spektrallinie des Cadmiums. Heute liegt der Definition eine Spektralline des Kryptons zugrunde.

Quellen

Cadmiumhaltige Erze sind selten. Greenockit (CdS) ist fast immer mit Sphalerit (ZnS) verschwistert. Cadmium wird daher als Nebenprodukt bei der Zinkverhüttung, in kleinem Umfang auch bei der Blei- und Kupferverhüttung gewonnen. Kleinere Mengen fallen auch beim Recycling von Eisen und Stahl an.

Die Reduktion zum metallischen Cadmium erfolgt durch

  • Ausfällung mit Zinkpulver oder
  • Elektrolyse.

Verbindungen

  • Cadmiumoxid CdO
  • Cadmiumhydroxid Cd(OH)2
  • Cadmiumchlorid CdCl2

Isotope

Vorsichtsmaßnahmen

Cadmium und seine Verbindungen sind hochgiftig und vermutlich krebserregend.
Eingeatmeter cadmiumhaltiger Staub führt zu Schäden an Lunge, Leber und Niere. Siehe Gressenicher Krankheit und Itai-Itai-Krankheit.
In Arbeitsbereichen, in denen mit erhitzten Cadmiumverbindungen (Lötplätze und Cadmierbäder) gearbeitet wird, ist für eine gute Durchlüftung oder Absaugung zu sorgen.

Cadmium ist eines der wenigen Elemente ohne eine biologische Funktion im menschlichen Körper. Cadmiumstaub kann aber wie ein Schwangerschaftshormon wirken.

Weblinks

Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Gruppe-12-ElementKategorie:Periode-5-Element Kategorie:Übergangsmetall

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