物理 [元素周期表] 镉
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镉 (Cadmium)
基本信息
元素符号: Cd
原子序数: 48
原子量: 112.414
位置: 位于元素周期表第五周期，第12族（IIB族），属于过渡金属，位于锌和汞之间。
电子构型: [Kr] 4d¹⁰ 5s²
原子结构
电子特征: 4d轨道全满（10个电子），5s轨道满电子（2个）。常见氧化态为+2，+1不稳定（以Cd₂²⁺二聚体形式存在）。
天然同位素: 由¹⁰⁶Cd、¹⁰⁸Cd、¹¹⁰Cd、¹¹¹Cd、¹¹²Cd、¹¹³Cd、¹¹⁴Cd、¹¹⁶Cd八种稳定同位素组成，其中¹¹⁴Cd丰度最高（约28.7%），¹¹³Cd有极弱放射性。
物理性质
外观: 银白色带淡蓝色光泽的金属，质地柔软。
密度: 8.65 g/cm³。
熔点与沸点: 熔点321.1°C，沸点767°C，沸点相对较低。
机械性能: 具有良好的延展性和可塑性，可轧制成板或拉成丝。切割时发出类似锡的吱吱声。
超导性: 在约0.52 K以下表现出超导特性。
化学性质
常温稳定性: 常温下在干燥空气中稳定，表面形成致密氧化膜。在潮湿空气中缓慢氧化生成氧化镉（CdO）薄膜，失去金属光泽。
高温氧化: 加热时与氧气反应生成氧化镉（CdO，棕红色）。
酸溶性: 易溶于稀硝酸、稀硫酸和稀盐酸，分别生成相应的镉盐。不溶于碱液。
挥发性: 镉及其化合物在高温下易挥发（沸点767°C），镉蒸气有毒。
化合物特征: 氧化镉（CdO）呈棕红色，难溶于水。硫化镉（CdS）呈黄色（镉黄），是重要的无机颜料。氢氧化物Cd(OH)₂为白色沉淀。
存在与制备
自然丰度: 地壳中丰度约0.15 ppm，不属于常见金属。
主要矿石: 不以独立大型矿床形式存在，主要与锌矿（闪锌矿ZnS）伴生，其次与铅、铜矿伴生。主要矿物为硫镉矿（CdS，极稀少）。
制备方法: 从锌精矿焙烧烟尘中富集→酸浸出→溶液净化（置换、沉淀除杂）→锌粉置换得海绵镉→熔化精炼铸锭。电解精炼可获得高纯镉。
安全与环境
高毒性: 镉及其化合物具有明显的毒性，是已知对人体健康危害较大的重金属之一。人体摄入或吸入后生物半衰期极长（10-30年），主要蓄积于肝、肾等器官。
职业暴露: 长期吸入含镉粉尘或蒸气可导致慢性镉中毒（“镉热”），表现为肺气肿、肾损伤（蛋白尿）、骨骼软化（痛痛病）。国际癌症研究机构将镉列为第1类致癌物。
环境污染: 镉是典型的重金属污染物，主要来源于锌矿开采冶炼、电镀工业、磷肥生产（原料磷矿含镉）、废旧电池（镍镉电池）处置。土壤中的镉易被作物吸收（如大米富集镉），通过食物链进入人体。
中毒案例: 20世纪日本富山县的“痛痛病”（Itai-itai disease）是世界著名的镉污染公害事件，由矿山废水污染农田导致。
职业防护: 镉作业场所须严格控制粉尘和烟雾浓度，工人需佩戴专业防尘口罩，定期检测血镉、尿镉水平。含镉废弃物须按危险废物管理。
环境限值: 各国对饮用水、土壤、食品中的镉含量均有严格限值标准。