元素的基本信息
元素符号:Cd
原子序数:48
中文名称及拼音:镉 gé
英文名称:Cadmium
相对原子质量:112.41
原子核外电子排布式:[Kr]4d105s2
重要的同位素及其天然丰度:106Cd 1.25(6)%,108Cd 0.89%,
110Cd 12.49(18)%,111Cd 12.80(12)%,112Cd 24.13(21)%,
113Cd 12.22(12)%,114Cd 28.73(42)%,116Cd 7.49(18)%
常见的同素异形体:
地壳中的含量(mg·kg-1):1.5×10-1
海洋中的含量(mg·L-1):1.1×10-4
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):5×10-2
人体中含量占体重百分数(%):7×10-5
常见氧化态:0,+2
元素电负性:1.69
原子半径(pm):148.9
离子半径(pm):78(Cd2+,CN=4),95(Cd2+,CN=6),
110(Cd2+,CN=8),131(Cd2+,CN=12)
元素第一电离能(kJ·mol-1):867.77
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):
单质的基本物理量
化学式:Cd
熔点(°C):321.069
沸点(°C):767
密度(g·cm-3):8.69
比热容298.15K(mol-1·K-1):
26.0(s),20.8(g)
熔化热(kJ·mol-1):6.21
注:在其熔点321.069℃时的数据
汽化热(kJ·mol-1):99.87
注:在其熔点321.069℃时的数据
原子化焓(kJ·mol-1):111.80±0.20
单质的热力学数据
化学式: Cd
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s),111.8(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):0(s)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
51.8(s),167.7(g)

元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:硫镉矿、方硫镉矿、菱镉矿、方镉石和镉硒矿等,由于镉在地壳中的高度分散性和低含量,常伴生于闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等矿中。
常见存在形式的化学式:CdS(六方),CdS(立方),CdCO3,CdO,CdSe(六方)
主要存在地:亚洲是全球最大的初级镉金属产区,以中国、韩国、日本为主。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
Cd2+ + 2e- ⇌ Cd -0.4030
Cd2+ + 2e- ⇌ Cd(Hg) -0.3521
Cd(OH)2 + 2e- ⇌ Cd(Hg) + 2OH- -0.809
CdSO4 + 2e- ⇌ Cd + SO2-4 + 7H2O -0.246
[Cd(OH)4]2- + 2e- ⇌ Cd + 4OH- -0.658
CdO + H2O + 2e- ⇌ Cd + 2OH- -0.783

某些化合物沉淀Ksp:
金属离子 阴离子 Ksp
AsO3-4 2.2×10-33
BO-2 2.3×10-9
CO2-3 1.0×10-12
CN- 1.0×10-8
[Fe(CN)6]4- 3.2×10-17
Cd2+ F- 6.44×10-3
OH-(新制的) 7.2×10-15
IO-3 2.5×10-8
C2O2-4(三水合物) 1.42×10-8
PO3-4 2.53×10-33
S2- 8.0×10-27
WO2-4 2×10-6


某些配位化合物K:
金属离子 配体 log K1 log K2 log K3 log K4 log K5 log K6
NH3 2.65 4.75 6.19 7.12 6.80 5.14
Br- 1.75 2.34 3.32 3.70
Cl- 1.95 2.50 2.60 2.80
CN- 5.48 10.60 15.23 18.78
Cd2+ OH- 4.17 8.33 9.02 8.62
I- 2.10 3.43 4.49 5.41
NO-3 0.40
P2O4-7 5.6
SCN- 1.39 1.98 2.58 3.6
S2O2-3 3.92 6.44

元素发现简史
发现时间、发现者:

1817年 Friedrich Stromeyer

命名时间、命名者:

1817年 Friedrich Stromeyer

命名的意思:

源于拉丁语cadmia和希腊语kadmeia,是菱锌矿的古代名称。

发现简史:

1817年,德国化学与药物学教授、药品视察专员Friedrich Stromeyer首次制得镉。他注意到萨尔兹奇特化学制药厂生产出的碳酸锌在加热制取氧化锌时,其颜色先变为黄色,继而变成橘红色,得不到白色的氧化锌。Stromeyer对这种碳酸锌进行深入研究,发现将其溶于硫酸,再通入硫化氢,得到黄褐色沉淀(含CdS、CuS),这种沉淀经充分洗涤后可溶于浓盐酸。加热蒸干溶液,所得残渣可溶于水,加入足量碳酸铵溶液以溶解锌和铜后会出现一部分白色沉淀(CdCO3)。将此沉淀焙烧成氧化物,则成褐色粉末。他判断这是一种新元素的氧化物。于是将它与烟炱(碳)混合,放在曲颈瓶中加热,还原出一种带有金属光泽的蓝灰色粉末。因为这种新的金属元素与锌共生在菱锌矿(calamine)中,所以把它命名为Cadmium。与此同时,另外两名德国人——黑尔的卡尔·迈斯纳(Karl Meissner)和柏林的卡尔·卡斯滕(Karl Karsten)也在研究同样的问题,并于次年宣布发现了镉。

参考文献
[1] [2019-10-04]. http://www.rsc.org/periodic-table/history.
[2] [2019-10-04]. https://www.webelements.com/cadmium/history.html.
[3] 赵匡华.化学通史. 北京:高等教育出版社,1990: 146.