лу, який осідає у вигляді жовтого сульфіду сірководнем з кислого розчину. Штромейер назвав відкритий ним метал кадмієм (від грец. Kadm? Ia - нечиста окис цинку, також цинкова руда). Незалежно від нього німецькі вчені К. Герман, К. Карстен і В. Мейснер в 1818 відкрили кадмій в сілезьких цинкових рудах.
1.2.2 Положення кадмію в періодичній системі Д.І. Менделєєва
Кадмій (Cadmium), Cd, хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 48, атомна маса 112,40; білий, блискучий, важкий, м'який, тягучий метал. Елемент складається з суміші 8 стабільних ізотопів з масовими числами: 106 (1,215%), 108 (0,875%), 110 (12,39%), 111 (12,75%), 112 (24,07%), 113 (12 , 26%), 114 (28,86%), 116 (7,58%). Зовнішня електронна конфігурація атома Cd 4d 10 5s 2. ступінь окислення +2, рідко +1; енергії іонізації при последоват. переході від Cd 0 до Cd 3+ відповідно 8,9939, 16,9085 і 37,48 еВ; спорідненість до електрона - 0,27 еВ; електронегативність за Полінгом 1,7; атомний радіус 0,146 нм, іонний радіус (в дужках вказано координац. число) Cd2 + 0,092 нм (4), 0,101 нм (5), 0,109 нм (6), 0,117 нм (7), 0,145 нм (12).
. 2.3 Поширення в природі
Кадмій - рідкісний і розсіяний елемент з Кларком літосфери 1,3? 10 - 5% за масою. Для кадмію характерні міграція в гарячих підземних водах разом з цинком та ін. Халькофільнимі елементами і концентрація в гідротермальних родовищах. Мінерал сфелеріт ZnS місцями містить до 0,5-1% Cd, максимально до 5%. Рідше зустрічається гринокіт CdS. Концентрується кадмій в морських осадових породах - сланцях (Мансфельд, НДР), в пісковиках, в яких він також пов'язаний з цинком та ін. Халькофільнимі елементами. У біосфері відомі 3 дуже рідкісних самостійних мінералу кадмію - карбонат CdCO 3 (Отава), окис CdO (Монтепоні) і селенід CdSe.
. 2.4 Фізичні та хімічні властивості
Кристалічна решітка кадмію гексагональна, а=2,97311, с=5,60694 (при 25 ° C); атомний радіус 1,56, іонний радіус Cd 2+ 1,03. Щільність 8,65 г/см 3 (20 ° C), t пл 320,9? С, t кіп 767 ° C, коефіцієнт термічного розширення 29,8? 10-6 (при 25 ° C); теплопровідність (при 0 o C) 97,55 вт/(м? К); питома теплоємність (при 25 ° C) 225,02 дж/(кг? К) або 0,055 кал/(г? ° C); питомий електроопір (при 20 о C) 7,4? 10-8 ом? м (7,4? 10-6 ом? см); температурний коефіцієнт електроопору 4,3? 10-3 (0-100 ° C). Межа міцності при розтягуванні 64 Мн/м 2 (6,4 кгс/мм 2), відносне подовження 20%, твердість по Брінеллю 160 Мн/м 2 (16 кгс/мм 2).
Відповідно до зовнішньої електронної конфігурацією атома 4d 10 5s 2 валентність Кадмію в сполуках дорівнює 2 (втім, є вказівки на освіту іонів Cd 2+ при розчиненні Кадмію в розплавленому CdCl 2). На повітрі Кадмій тьмяніє, покриваючись тонкою плівкою окису CdO, яка захищає метал від подальшого окислення. При сильному нагріванні на повітрі Кадмій згорає в окис CdO - кристалічний порошок від світло-коричневого до темно-бурого кольору, щільність 8,15 г/см3; при 700 ° C CdO возгоняется, не плавиться. Кадмій безпосередньо з'єднуєтьсяз галогенами; ці сполуки безбарвні; CdCl 2, CdBr 2 і Cdl 2 дуже легко розчинні у воді (близько 1 ч. Безводної солі в 1 ч. Води при 20 ° C), CdF 2 розчинний важче (1 ч. В 25 ч. Води). З сірої кадмій утворює сульфід CdS від лимонно-жовтого до оранжево-червоного кольору, нерозчинний у воді і розведених кислотах. Кадмій легко розчиняється в азотній кислоті з виділенням оксидів азоту і утворенням нітрату, який дає гідрат Cd (NO 3) 2? 4H 2 O. З кислот - соляної кадмій розведеної сірчаної К. повільно виділяє водень, при випаровуванні розчинів з них кристалізуються гідрати хлориду 2CdCl 2? 5H 2 O і сульфату 3CdSO 4? 8H 2 O. Розчини солей кадмію мають кислу реакцію внаслідок гідролізу; їдкі луги облягають з них білу гідроокис Cd (OH) 2, нерозчинну в надлишку реактиву; втім, при дії концентриров. розчинів лугу на Cd (OH) 2 були отримані гідрооксокадміати, наприклад Na 2 [Cd (OH)]. Катіон Cd 2+ легко утворює комплексні іони з аміаком [Cd (NH 3) 4] 2+ і з цианом [Cd (CN) 4] 2- і [Cd (CN) 6] 4.
Відомі численні основні, подвійні і комплексні солі кадмію. Сполуки кадмію отруйні; особливо небезпечно вдихання парів його окису. 1.2.5 Отримання і застосування К. отримують з побічних продуктів переробки цинкових, свинцево-цинкових і мідно-цинкових руд. Ці продукти (що містять 0,2-7% кадмію) обробляють розбавленою сірчаною кислотою, яка розчиняє окису кадмію та цинку. З розчину облягають кадмію цинковим пилом; губчастий залишок (суміш Кадмію і цинку) розчиняють у розведеної сірчаної кислоти і виділяють кадмій електролізом цього розчину. Електролітичний кадмій переплавляють під шаром їдкого натру і відливають у палички; чистота металу - не менше 99,98%.
Металевий кадмій застосовують в ядерних реакторах, для антикоро...
