Elemento químico · metal de transición
Cadmio
Tóxico. Se usa en baterías recargables y recubrimientos anticorrosivos.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 48
- Peso atómico
- 112.414
- Grupo
- 12
- Periodo
- 5
- Estado
- sólido
- Bloque
- D
- Valencia
- +2
- Tipo
- metal de transición
Qué es el cadmio
El cadmio (Cd) es el elemento número 48, un metal blando, plateado y tóxico, vecino del zinc y muy parecido a él. Se usó mucho en las pilas recargables de níquel-cadmio y como pigmento amarillo y rojo intenso, pero su toxicidad ha restringido esos usos. Aún recubre otros metales (cadmiado) y aparece en algunos paneles solares. Es un contaminante peligroso que se acumula en el organismo.
Para qué sirve el cadmio
Baterías recargables
El cadmio se utiliza principalmente en baterías de níquel-cadmio (NiCd), que son apreciadas por su capacidad de recarga y durabilidad. Estas baterías se emplean en dispositivos electrónicos portátiles y herramientas eléctricas.
Recubrimientos anticorrosivos
Se usa en la galvanización de metales para protegerlos de la corrosión. Este recubrimiento es especialmente útil en ambientes marinos y en la industria aeroespacial, donde la resistencia a la oxidación es crucial.
Pigmentos y colorantes
El cadmio se utiliza en la producción de pigmentos amarillos, naranjas y rojos, gracias a su estabilidad y resistencia al calor. Estos pigmentos se emplean en plásticos, cerámicas y pinturas.
Aleaciones especiales
Se incorpora en aleaciones con otros metales para mejorar la resistencia a la corrosión y la estabilidad a altas temperaturas, siendo útil en componentes de motores y maquinaria industrial.
Datos del cadmio
- Número atómico (Z)
- 48
- Masa atómica
- 112,414 u
- Punto de fusión
- 321,07 °C
- Punto de ebullición
- 767 °C
- Densidad
- 8,65 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,69
- Radio atómico
- 151 pm
- Energía de 1ª ionización
- 867,8 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- no forma anión estable kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 2
- Estructura cristalina
- hexagonal compacta (HCP)
- Color / aspecto
- blanco-azulado brillante similar al zinc
- Origen del nombre
- del griego «kadmeia» (calamina, mineral de zinc), del que se aisló
- Descubrimiento
- 1817 · Friedrich Stromeyer (al estudiar muestras impuras de ZnO) (Alemania)
Propiedades del cadmio
Propiedades físicas
El cadmio es un metal de color plateado y brillante, con una densidad de aproximadamente 8.65 g/cm³. Tiene un punto de fusión de 321 °C y un punto de ebullición de 767 °C. Es un buen conductor de electricidad y calor, aunque menos que otros metales como el cobre.
Propiedades químicas
Químicamente, el cadmio es bastante reactivo. Suele encontrarse en estado de oxidación +2 y forma compuestos con halógenos, oxígeno y azufre. Es tóxico y debe manejarse con cuidado, ya que puede causar daños al medio ambiente y a la salud humana.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del cadmio es:
[Kr] 4d¹⁰ 5s²
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 4d¹⁰ 5s²
El cadmio distribuye sus 48 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del cadmio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +2 | CdO, CdCl₂, CdSO₄, CdS (pigmento amarillo) | único |
Si lo que necesitas es formular, en la página de la valencia del cadmio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del cadmio
El cadmio fue descubierto en 1817 por el químico alemán Friedrich Stromeyer mientras investigaba impurezas en el carbonato de zinc. Observó que ciertos compuestos de zinc presentaban un color amarillo inesperado, lo que le llevó a identificar un nuevo elemento. El nombre 'cadmio' proviene del latín 'cadmia', que era el nombre antiguo para el óxido de zinc, reflejando su asociación con este metal.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| CdS | Sulfuro de cadmio | Utilizado como pigmento amarillo en pinturas y plásticos. |
| CdO | Óxido de cadmio | Empleado en la producción de electrodos para baterías de níquel-cadmio. |
| CdCl2 | Cloruro de cadmio | Usado en la galvanización de metales y en la fotografía. |
| CdTe | Telururo de cadmio | Importante en la fabricación de células solares fotovoltaicas. |
Dónde se encuentra el cadmio
El cadmio se encuentra principalmente en la corteza terrestre asociado a minerales de zinc, como la esfalerita. No se encuentra en estado puro en la naturaleza, sino como subproducto en la extracción de zinc, plomo y cobre. Su producción está controlada debido a su toxicidad y potencial impacto ambiental.
Isótopos del cadmio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Cd-106 | 105,90646 u | 1,25 % | estable |
| Cd-108 | 107,90418 u | 0,89 % | estable |
| Cd-110 | 109,90300 u | 12,49 % | estable |
| Cd-111 | 110,90418 u | 12,80 % | estable |
| Cd-112 | 111,90276 u | 24,13 % | estable |
| Cd-113 | 112,90441 u | 12,22 % | 8,04 × 10¹⁵ años |
| Cd-114 | 113,90336 u | 28,73 % | estable |
| Cd-116 | 115,90476 u | 7,49 % | 2,8 × 10¹⁹ años |
Curiosidades sobre el cadmio
-
El cadmio fue utilizado en los primeros reactores nucleares como material de control debido a su capacidad para absorber neutrones.
-
A pesar de su toxicidad, el cadmio es un micronutriente esencial para algunas plantas, aunque en cantidades extremadamente pequeñas.
-
El cadmio es uno de los pocos elementos que se descubrió a partir de una impureza en otro metal, en este caso, el zinc.
El cadmio en la tabla periódica
- Tipo: metal de transición.
- Grupo: grupo 12 (metales de transición).
- Periodo: 5.
- Bloque: D (el último electrón se aloja en un orbital de tipo d).
- Valencia principal: +2.
Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 5.