第 48 號元素:鎘Cd · Cadmium

鎘ㄍㄜˊ(二聲)Cadmium

注音 ㄍㄜˊ(二聲)·音同「隔」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:金屬

分類說明
  • 過渡金屬:IUPAC Red Book IR-3.5:第 12 族並非總是被列為過渡元素;依 NIST 的基態電子組態,鎘原子的 d 軌域已全滿。
鎘(Cadmium):鎘晶棒與 1 cm³ 鎘方塊
鎘晶棒與 1 cm³ 鎘方塊照片:Alchemist-hp (www.pse-mendelejew.de) · FAL · Wikimedia Commons
原子序
48
元素符號
Cd
標準原子量
112.41± 0.01
週期
5
族
12
區塊
d 區

電子排布

[Kr]4d105s2

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=28
  3. M n=318
  4. N n=418
  5. O n=52

簡介

柔軟的藍白色金屬,具有毒性。過去用於鎳鎘電池與顏料,現已受到許多法規限制。

第 3–12 族的 d 區金屬,常具多種氧化態與有色化合物。

資料附註

  • 第 12 族是否屬於過渡金屬依定義而異;本表沿用 PubChem 分類。

元素科學故事 · 鎘(Cd)

加熱會變色的鋅礦

已對照來源· 版本 2026-10-18

1817 年 Stromeyer 研究菱鋅礦、加熱時部分樣品發黃光而含微量新元素(Jefferson Lab)、kadmeia 字源(CIAAW、LANL)、幾乎全為鋅礦副產品、1927 年以鎘紅色譜線定義公尺後改用氪(LANL)、有毒而用途受限、吸收中子作控制棒、鎳鎘電池、電鍍、含鎘焊料需小心處理(Jefferson Lab),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab 與 CIAAW 原文。分類爭議一句依據本站分類資料(IUPAC 註明第 12 族並非總是包含在過渡金屬內)。

1817 年,德國的 Friedrich Stromeyer 注意到,有些菱鋅礦樣品加熱時會發出黃色的光,有些卻不會。

藏在鋅礦裡

Stromeyer 進一步研究後發現,會變色的樣品含有微量的新元素,也就是鎘。鎘的名稱來自希臘文 kadmeia,是菱鋅礦的古名。今天的鎘幾乎都是處理鋅礦時的副產品。

曾經定義一公尺

1927 年,國際度量衡會議曾以鎘的紅色譜線波長來定義一公尺;後來這個定義改用氪的譜線。

有毒的金屬

鎘有毒,使用因此受到限制。它容易吸收中子,被用來製作核反應爐的控制棒,也用於鎳鎘充電電池與防腐蝕電鍍;含鎘的焊料必須小心處理,以免鎘中毒。鎘是否屬於過渡金屬各方看法不同,本站將這項分類標為有爭議。

延伸思考鎘和鋅在週期表上同族,又總是一起出現在礦石中。這種相似性,會讓提煉純金屬遇到什麼困難?

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參考來源

  1. PubChem Element: Cadmium(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18