Cadmium

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

Eigenschaften

Silber - Cadmium - Indium
Zn Cd Hg
	Periodensystem der Elemente, Cadmium hervorgehoben Periodensystem

Allgemein

Name, Symbol, Ordnungszahl

Cadmium, Cd, 48

Serie

Übergangsmetalle

Gruppe, Periode, Block

12, 5, d

Dichte, Mohshärte

8650 kg/m³, 2

Aussehen

silbrig grau metallisch

Atomar

Atomgewicht

112,411 amu

Atomradius (berechnet)

155 (161) pm

Kovalenter Radius

148 pm

van der Waals-Radius

158 pm

Elektronenkonfiguration

[Kr]4d¹⁰ 5s²

e^- 's pro Energieniveau

2, 8, 18, 18, 2

Oxidationszustände (Oxid)

2 (leicht basisch)

Kristallstruktur

hexagonal

Physikalisch

Aggregatzustand (Magnetismus)

fest (__)

594,22 K (321,07 °C)

1040 K (767 °C)

13,00 · 10^-3 m³/mol

100 kJ/mol

6,192 kJ/mol

14,8 Pa bei 597 K

Schallgeschwindigkeit

2310 m/s bei 293,15 K

Verschiedenes

Elektronegativität

1,69 (Pauling-Skala)

Spezifische Wärmekapazität

233 J/(kg · K)

Elektrische Leitfähigkeit

13,8 · 10⁶/m Ohm

Wärmeleitfähigkeit

96,8 W/(m · K)

1. Ionisierungsenergie

867,8 kJ/mol

2. Ionisierungsenergie

1631,4 kJ/mol

3. Ionisierungsenergie

3616 kJ/mol

Stabilste Isotope

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
¹⁸⁸Cd	0,89 %	Cd ist stabil mit 60 Neutronen
¹⁰⁹Cd	{syn.}	462,6 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	{syn.}	7,7 · 10¹⁵ y	β^-	0,316	¹¹³In
¹¹³Cdm	{syn.}	14,1 y	β_- IT	0,580 0,264	¹¹³In
¹¹⁴Cd	28,73 %	Cd ist stabil mit 66 Neutronen
¹¹⁶Cd	7,49 %	Cd ist stabil mit 68 Neutronen

NMR-Eigenschaften

	¹¹¹Cd	¹¹³Cd
Kernspin	-1/2	-1/2
gamma / rad/T	5,673 · 10⁷	5,934 · 10⁷
Empfindlichkeit	0,00954	0,0109
Larmorfrequenz bei B = "4",7 T	42,4 M Hz	44,4 M Hz

SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders angegeben.

Eigenschaften und Verhalten

Cadmium ist ein weiches, hämmerbares, duktiles, blauweißes Metall. In chemischen Verbindungen liegt es meist zweiwertig vor. Chemisch gleicht es dem Zink, 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!).

Anwendungen

Rostschutz für Eisenwerkstoffe (Vercadmen)
Nickel-Cadmium-Akkus
Farbstoffpigmente (feuerwehrrot und postgelb (CdS)) für Farben und Kunststoffe
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

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, das 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 Verbindugen sind hochgiftig und vermutlich krebserregend.
Eingeatmeter cadmiumhaltiger Staub führt zu Schäden an Lunge, Leber und Niere.
In Arbeitsbereichen, in denen mit erhitzten Cadmiumverbindungen (Lötplätze und Cadmierbäder) gearbeitet wird, ist für eine gute Durchlüftung oder Absaugung zu sorgen.

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

Weblinks