鎘 (Cd)
過渡金屬 · 固態 · 週期 5 · 族 12
元素屬性
- 原子序數
- 48
- 符號
- Cd
- 原子質量
- 112.41
- 分類
- 過渡金屬
- 標準狀態
- 固態
- 週期
- 5
- 族
- 12
- 電負性
- 1.69
- 原子半徑
- 158
- 離子化能
- 8.99
- 電子親和能
- —
- 氧化態
- +2
- 熔點
- 594.22 K (321.07 °C)
- 沸點
- 1040 K (766.85 °C)
- 密度
- 8.69
- 電子排布
- [Kr]5s2 4d10
- 發現年份
- 1817
電子層
[Kr]5s2 4d10
電子按層（主能級）排列在原子核周圍。此圖為示意圖——同一層的軌道不會分開繪製。
關於鎘
鎘（ㄍㄜˊ）（英語：Cadmium），是一種化學元素，其化學符號為Cd，原子序數為48，原子量為112.414 u。鎘是性質柔軟的銀白色過渡金屬，化學性質與同族的鋅、汞相似。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。12族元素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·施特羅邁爾和卡爾·塞繆爾·萊貝雷希特·赫爾曼從鋅礦的雜質中發現鎘。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、印刷油墨等某些黃色的顏料、製作車胎、某些發光電子組件和核子反應爐原件。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)，且鎳鎘電池已被鎳氫電池和鋰離子電池取代。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。鎘為1級致癌物。
發現史
發現: 1817 · Friedrich Stromeyer
1817年，化學家卡爾·塞繆爾·萊貝雷希特·赫爾曼、弗里德里希·施特羅邁爾和羅洛夫幾乎同時發現了鎘元素。
用途與應用
根據英國地質調查局在2001年的報告，中國是鎘的最大量生產者，生產了世界產量的六分之一，緊接在後的是南韓和日本。鎘是一個含鋅礦物中常見的雜質，而通常會在製造鋅的過程被分離。有些由含硫鋅礦得到的鋅礦高達百分之1.4的鎘。在1970年代，出產一噸含有的鋅中含有6.5磅的鎘。因為氧氣的存在，硫化鋅礦物會被氧化成為氧化物。鋅金屬可以藉由碳來冶煉該氧化物而產生，或藉由該氧化物在硫酸中的電鍍。藉由真空蒸餾法，可以在冶煉鋅的過程中隔離鎘雜質，而硫化鎘會在電解液中沉澱。
同位素
自然界中的鎘由8種同位素組成。其中兩種具有放射性，三種被預測會衰變不過尚未在實驗室被觀察到。兩種自然界中具有放射性的同位素分別為113Cd（β衰變，半衰期為7.7×1015年）和116Cd（雙β衰變，半衰期為2.9 × 1019年）。另外三種同位素為106Cd、108Cd（都是雙電子捕獲）和114Cd（雙β衰變），對於這三種只知道半衰期的下限。至少有三種同位素——110Cd、111Cd和112Cd是穩定的。人造同位素的部分，半衰期最長的是462.6天的109Cd和53.46小時的115Cd，其餘具放射性的同位素的半衰期都不到2.5小時，大多數甚至都不到5分鐘。鎘有8個已知的同核異構體，其中最穩定的是113mCd（t1⁄2 = 14.1年）、115mCd（t1⁄2 = 44.6天）和117mCd（t1⁄2 = 3.36小時）。鎘的已知同位素的原子量範圍從94.950 u（95Cd）到131.946 u（132Cd）都有。原子量小於112 u的同位素主要的衰變模式為電子捕獲，而主要的衰變產物是銀，但較重的同位素主要透過β衰變衰變成銦。鎘-113對於吸收中子有高選擇性。當中子的能量低於鎘的截止能時，中子將有很大機率被吸收，而高於鎘的截止能的中子將會穿透。鎘的截止能大概是0.5eV，低於這個能量的中子就是慢中子。鎘在一些低或中等質量的星體（0.6~10倍的太陽質量）裡透過s-過程產生數千年。在此過程中，一顆銀原子捕獲一顆中子，然後進行β衰變。
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常見問題
鎘 的原子序數是多少？
鎘 的原子序數是 48，等於其原子核中的質子數。
鎘 的相對原子質量是多少？
鎘 的相對原子質量約為 112.41 u（以碳-12 原子質量的十二分之一為基準）。
鎘 的電子排布是什麼？
鎘 的電子排布為 [Kr]5s2 4d10。
鎘 在週期表中的位置？
鎘 位於第 5 週期、第 12 族。
鎘 是何時被發現的？
鎘 於 1817 被發現。