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Cadmium

礦物下的一個物種

鎘(拼音:gé,注音:ㄍㄜˊ,粵拼:gaak3,英語:Cadmium),是一化學元素,化學符號為Cd,原子序是48。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。第12族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(英語:Karl Samuel Leberecht Hermann)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、印刷油墨等中某些黃色顏料、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(英語:Restriction of Hazardous Substances Directive)),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(英語:carbonic anhydrase)。

硬度
硬度:

1 - 2

密度
密度:

8.65 g/cm³

關於鎘的一般資訊

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鎘的物理特性

顏色
錫白色,帶藍色調
硬度
1 - 2 , 極柔軟
密度
8.65 g/cm³, 重量明顯較重
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鎘的化學特性

化學式
Cd
列出的元素
Cd

鎘的特徵

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鎘的特徵

雖然鎘通常具有+2價的氧化態,它也存在+1價的狀態。鎘及其同族元素(英語:congener)有時不被認為是過渡金屬,因為它們在元素態或常見氧化態下不具有未填滿之d或f軌域。鎘在空氣中燃燒會形成棕色非晶型之氧化鎘;該化合物的結晶型是深紅色,並會隨著加熱而改變顏色,此性質類似於氧化鋅。鎘溶於鹽酸、硫酸和硝酸,分別會形成氯化鎘、硫酸鎘以及硝酸鎘。若要產生氧化態+1價的鎘,可將鎘溶解在氯化鎘和氯化鋁的混合物中形成Cd2陽離子,其形式與氯化亞汞(Hg2)相似。 Cd + CdCl2 + 2 AlCl3 → Cd2(AlCl4)2 鎘分別與含氮鹼基、胺基酸及維生素分子所形成之錯合物結構已被確定。

鎘的形成

鎘大約占地殼的0.1 ppm。它比鋅(約占65 ppm)稀有得多。沒有已知的含鎘礦石的大量礦床。唯一重要的鎘礦物綠礦鎘礦(CdS)幾乎總是與閃鋅礦(ZnS)共生。這種關聯是由鋅和鎘之間的地球化學相似性引起的,沒有地質過程可能將它們分離。因此,鎘主要作為開採、冶煉和精煉鋅、鉛、銅的硫化礦的副產品生產。大約10%的鎘來自二次來源,主要來自回收鐵和鋼廢料產生的粉塵。美國於1907年開始生產鎘,但在一次世界大戰後開始廣泛使用。金屬鎘可以在西伯利亞的Vilyuy河流域找到。用於磷肥的礦石含有不同量的鎘,導致肥料中的鎘濃度高達300毫克/公斤,農田土壤中的鎘含量也很高。煤炭可能含有大量鎘,這些鎘主要最終存在於煙道塵中。土壤中的鎘可能被稻等作物吸收。在2002年,中國農業部測量了28%的大米樣品鉛超標,10%的鎘超標。一些植物如柳樹和楊樹已被發現可以清除土壤中的鉛和鎘。大氣中的鎘背景濃度通常不超過5納克每立方米;土壤中2毫克每公斤;淡水中1微克每升,海水中50納克每升。在總溶解固體濃度和pH值低的水中,鎘濃度超過10微克每升可能穩定,且通過常規水處理過程難以去除。

鎘的文化意義

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鎘的用途

鎘是電池、顏料、塗層及電鍍中的常見成分。

大家也會問的常見問題

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