Catmi đã được phát hiện vào năm 1817 bởi nhà khoa học người Đức Stromaye (F.Stromeyer,1778-1835).Khi điều chế ZnO bằng cách nhiệt phân ZnCO3,ông ngạc nhiên nhận thấy màu vàng của kẽm oxit đun nóng thu được không biến mất khi để nguội (trước đó người ta đã biết ZnO có màu trắng khi đun nóng có màu vàng và khi để nguội trở lại có màu trắng).Khi hòa tan oxit đó vào dung dịch axit rồi sục khí H2S qua dung dịch,ông nhận thấy xuất hiện kết tủa vàng.Đó là sunfua của một kim loại mới.Ông đặt tên nguyên tố đó là cadmium (Cd) xuất phát từ tinh La-tinh là tên gọi của quặng kẽm thời bấy giờ.
Năm 1927, SI đã định nghĩa lại mét theo vạch quang phổ đỏ của cadmi (1m = 1.553.164,13 bước sóng). Định nghĩa này sau đó đã được thay thế.
 ĐƠN CHẤT
Cấu hình: [Kr] 4d105s2
*Tính chất vật lý
Cd là kim loại màu trắng bạc,có độc tính nhưng trong không khí ẩm chúng dần dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim.Trong thiên nhiên,Cd có 8 đồng vị bền,trong đó 114Cd chiếm 28% và 112Cd chiếm 24,2%.Đặc biệt đồng vị bền 113Cd có tiết diện bắt notron rất lớn nên catmi được dùng làm thanh điều chỉnh dòng notron trong lo phản ứng nguyên tử.Catmi mềm, dễ nóng chảy.
Đồng vị
Cadmi nguồn gốc tự nhiên là hỗn hợp của 6 đồng vị ổn định. 27 đồng vị phóng xạ đã được phát hiện với ổn định nhất là Cd<sup113 có chu kỳ bán rã là 7,7 triệu tỷ năm, Cd109 có chu kỳ bán rã 462,6 ngày, và Cd115 có chu kỳ bán rã 53,46 giờ. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 2,5 giờ và phần lớn trong chúng có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 5 phút. Nguyên tố này có 8 trạng thái đồng phân với ổn định nhất là Cd113m (t½ 14,1 năm), Cd115m (t½ 44,6 ngày) và Cd117m (t½ 3,36 giờ).
Các đồng vị cadmi có nguyên tử lượng từ 96,935 amu (Cd97) tới 129,934 amu (Cd130). Phương thức phóng xạ chủ yếu trước khi có đồng vị ổn định phổ biến thứ hai (Cd112) là bắt điện tử và phương thức chủ yếu sau khi có nó là bức xạ beta. Sản phẩm phân rã chủ yếu trước Cd112 là nguyên tố số 47 (Ag) và sản phẩm chủ yếu sau khi có Cd112 là nguyên tố 49 (indi).
:
Cadmi là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn, có hóa trị 2, rất dễ cắt bằng dao. Nó tương tự về nhiều phương diện như kẽm nhưng có xu hướng tạo ra các hợp chất phức tạp hơn.
Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của cadmi là +2, nhưng có thể tìm thấy các hợp chất mà nó có hóa trị +1.



Hằng số vật lý của Cd
Kim loại(E)

Nđnc.oC
Nds.,oC
Nhiệt thăng hoa.kJ/mol
Tỉ khối
Độ dẫn điện
Cd
321
767
112
8,63
13
Tính chất nguyên tử
Khối lượng nguyên tử
112,411 ( đ.v.C
Bán kính nguyên tử (calc.)
155 (161) pm
Bán kính cộng hoá trị
148 pm
Bán kính van der Waals
158 pm
Cấu hình electron
[Kr]4d105s2
e- trên mức năng lượng
2, 8, 18, 18, 2
Trạng thái ôxi hóa (Ôxít)
2 (bazơ nhẹ)
Cấu trúc tinh thể
hình lục lăng
Tính chất vật lý
Trạng thái vật chất
Rắn
Điểm nóng chảy
321,07 K (609,93 °F)
Điểm sôi
767 K (1.413 °F)
Trạng thái trật tự từ
không có số liệu
Thể tích phân tử
  ×10-6 m³/mol
Nhiệt bay hơi
99,87 kJ/mol
Nhiệt nóng chảy
6,21 kJ/mol
Áp suất hơi
  Pa tại   K
Vận tốc âm thanh
2.310 m/s tại 293,15 K
Thông tin khác
Độ âm điện
1,69 (thang Pauling)
Nhiệt dung riêng
231 J/(kg·K)
Độ dẫn điện
1,376x107 /Ω·m
Độ dẫn nhiệt
96,6 W/(m·K)

1.



Nguyên nhân của tính dễ nóng chảy và tương đối dễ bay hơi của Cd là do tương tác yếu giữa các nguyên tử trong kim loại,gây nên bởi cấu hình bền d10 cản trở các electron d tham gia vào lien kết kim loại.
Tính chất hóa học:
Catmi tương đối hoạt động.
Trong không khí ẩm,catmi bền ở nhiệt độ thường nhờ có màng oxit bảo vệ.Nhưng ở nhiệt độ cao,chúng cháy mãnh liệt tạo thành oxit cho ngọn lủa màu sẫm.
Catmi tác dụng với halogen,lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như phot pho, selen v.v…
Ở nhiệt độ thường, catmi bền với nước nhờ có màng oxit bảo vệ,ở nhiêt độ cao khử hơi nước thành oxit.
Cd + H2O = CdO + H2
Có thế điện cực khá âm,Catmi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hóa giải phóng khí hydro:
Cd + 2H3O+ + H2O = [Cd(H2O)4]2+ + H2
Catmi không tan được trong kiềm giải phóng khí hydro giống như kim loại chung nhóm với nó là Zn do catmi thể hiện yếu hơn khả năng tạo phức chất hydroxo.
Trạng thái thiên nhiên và phương pháp điều chế
Trong thiên nhiên catmi kem phổ biến.
Điều chế:
Catmi thường có thể tách ra khi tinh chế dung dịch ZnSO4 thu được trong thủy luyện kẽm.Dung dịch đó có thể chứa tạp chất như FeSO4,CuSO4 và CdSO4.để loại bỏ muối sắt,người ta cho them vào dung dịch đó MnO2 rồi CaCO3:
FeSO4 + MnO2 + = FeOHSO4 + Mn(OH)3
FeOHSO4 + CaCO3 + H2O = Fe(OH)3 +CaSO4 + CO2
Dung dịch,sau khi đã lọc kết tủa,còn chứa CuSO4 và CdSO4.Khi thêm bột kẽm vào dung dịch đó,đồng và catmi kim loại sẽ kết tủa. Hòa tan kết tủa đó vào dung dịch H2SO4 loãng và cho thêm kẽm bụi vào dung dịch CdSO4 thu được để catmi kim loại kết tủa:
Zn + CdSO4 = Cd + ZnSO4
Catmi kim loại được tinh chế bằng phương pháp định phân dung dịch CdSO4 với cực dương là catmi thô hoặc cách chưng phân đoạn kim loại thô trong chân không.
Trạng thái thiên nhiên:
Các quặng chứa cadmi rất hiếm và khi phát hiện thấy thì chúng chỉ có một lượng rất nhỏ. Greenockit (CdS), là khoáng chất duy nhất của cadmi có tầm quan trọng, gần như thường xuyên liên kết với sphalerit (ZnS). Do vậy, cadmi được sản xuất chủ yếu như là phụ phẩm từ việc khai thác, nấu chảy và tinh luyện các quặng sulfua kẽm, và ở mức độ thấp hơn là từ quặng chì và đồng. Một lượng nhỏ cadmi, khoảng 10% mức tiêu thụ, được sản xuất từ các nguồn thứ cấp, chủ yếu từ bụi sinh ra khi tái chế phế thải sắt và thép. Việc sản xuất tại Mỹ bắt đầu từ năm 1907 nhưng cadmi đã không được sử dụng rộng rãi cho đến tận sau khi Đại chiến thế giới 1 kết thúc.

Ứng dụng:
Khoảng 3/4 cadmi sản xuất ra được sử dụng trong các loại pin (đặc biệt là pin Ni-Cd) và phần lớn trong 1/4 còn lại sử dụng chủ yếu trong các chất màu, lớp sơn phủ, các tấm mạ kim và làm chất ổn định cho plastic. Các sử dụng khác bao gồm:
Trong một số hợp kim có điểm nóng chảy thấp.
Trong các hợp kim làm vòng bi hay gối đỡ do có hệ số ma sát thấp và khả năng chịu mỏi cao.
6% cadmi sử dụng trong mạ điện.
Nhiều loại que hàn chứa kim loại này.
Lưới kiểm soát trong các lò phản ứng hạt nhân.
Các hợp chất chứa cadmi được sử dụng trong các ống hình của ti vi đen trắng hay ti vi màu (phốt pho đen, trắng, lam và lục).
Cadmi tạo ra nhiều loại muối, trong đó sulfua cadmi là phổ biến nhất. Sulfua này được sử dụng trong thuốc màu vàng.
Một số vật liệu bán dẫn như sulfua cadmi, selenua cadmi và telurua cadmi thì nó dùng trong các thiết bị phát hiện ánh sáng hay pin mặt trời HgCdTe nhạy cảm với tia hồng ngoại.
Một số hợp chất của cadmi sử dụng trong PVC làm chất ổn định.
Sử dụng trong thiết bị phát hiện notron đầu tiên.
iốtua cadmi được sử dụng làm thuốc trong y tế để điều trị các bệnh "khớp, tràng nhạc và cước".
Catmi được dùng làm thanh điều chỉnh dòng notron trong lo phản ứng nguyên tử.
Mạ cho kim loại khỏi bị rỉ do đặc tính bền ở nhiệ độ thường nhờ có màng oxit bảo vệ.Tôn lá thường dùng để lợp nhà lá sắt thường được mạ kẽm bên ngoài.Những chi tiết máy móc của ôtô, xe tăng, máy bay, tàu thuỷ,thường xuyên tiếp xúc với môi trường ăn mòn,được mạ bằng catmi.Lớp mạ Catmi vừa bền, chắc lại đẹp.
Đôc tính:
Cadmi là một trong rất ít nguyên tố không có ích lợi gì cho cơ thể con người Nguyên tố này và các dung dịch các hợp chất của nó là những chất cực độc thậm chí chỉ với nồng độ thấp, và chúng sẽ tích lũy sinh hoc trong cơ thể cũng như trong các hệ sinh thái. Một trong những lý do có khả năng nhất cho độc tính của chúng là chúng can thiệp vào các phản ứng của các enzime chứa kẽm. Kẽm là một nguyên tố quan trọng trong các hệ sinh học, nhưng cadmi, mặc dù rất giống với kẽm về phương diện hóa học, nói chung dường như không thể thay thể cho kẽm trong các vai trò sinh học đó. Cadmi cũng có thể can thiệp vào các quá trình sinh học có chứa magiê và canxii theo cách thức tương tự.
Hít thở phải bụi có chứa cadmi nhanh chóng dẫn đến các vấn đề đối với hệ hô hấp và thận, có thể dẫn đến tử vong (thông thường là do hỏng thận). Nuốt phải một lượng nhỏ cadmi có thể phát sinh ngộ độc tức thì và tổn thương gan và thận. Các hợp chất chứa cadmi cũng là các chất gây ung thư. Ngộ độc cadmi là nguyên nhân của bệnh itai-itai, tức "đau đau" trong tiếng Nhật. Ngoài tổn thương thận, người bệnh còn chịu các chứng loãng xương và nhuyễn xương.
Khi làm việc với cadmi một điều quan trọng là phải sử dụng tủ chống khói trong các phòng thí nghiệm để bảo vệ chống lại các khói nguy hiểm. Khi sử dụng các que hàn bạc (có chứa cadmi) cần phải rất cẩn thận. Các vấn đề ngộ độc nghiêm trọng có thể sinh ra từ phơi nhiễm lâu dài cadmi từ các bể mạ điện bằng cadmi.

HỢP CHẤT:
*Hợp chất của Cd(II)
Catmi oxit (CdO) là chất khó nóng chảy(nđnc của Cd là 1813oC),có thể thăng hoa không phân hủy khi dun nóng,hơi của nó rất độc.CdO có các màu từ vàng đến nâu gần như đen tùy thuộc vào quá trình chế hóa nhiệt.Những màu khác đó của chúng lien quan đến kiểu khuyết trong mạng lưới tinh thể.
Tinh thể CdO có kiến trúc kiểu NaCl trong đó Cd có số phối trí bằng 6.Như vậy lien kết Cd-O có tính chất ion hơn liên kết Zn-O:
CdO không tan trong nước,tan trong dung dịch axit và kiềm nóng chảy:
CdO + 2KOH = K2CdO2 + H2O
(nóng chảy) (kali catmiat)
CdO tồn tại dưới dạng khoáng vật monteponit.
CdO có thể được điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặt nhiệt phân hidroxit hay muối cacbonat, nitrat.



Cd(OH)2 170-130oC CdO + H2O
Hidroxit Cd(OH)2 :
Là kết tủa nhầy,rất ít tan trong nước và có màu trắng.
Catmi hydroxit thể hiện rõ tính lưỡng tính:tan trong dung dịch axit,không tan trong dung dịch kiềm mà chỉ tan được trong kiềm nóng chảy.
Cd(OH)2 tan trong dung dịch NH3 tạo thành amoniacat:
Cd(OH)2 + 4NH3 = [Cd(NH3)4](OH)2
Catmi hydroxit được tạo nên khi dung dịch muối của chúng tác dụng với kiềm.
Muối của Cd(II):
Các muối halogenua (trừ florua),nitrat,sunfat,peclorat và axetat của Cd(II) đều tan trong nước còn các muối sunfua,cacbonat,orthophtphat và muối bazo ít tan.Những muối tan khi kết ktinh từ dung dịch nước thường ở dạng hyhdrat.Ví dụ như Cd(NO3.4H2O,CdCl2.H2O v.v…
Đa số các muối đơn giản không có màu,trừ CdS màu vàng,Cd2SCl2 màu da cam và CdTe màu nâu.
Ion Cd2+ giống với Mg2+,nhiều muối của chúng đồng hình với nhau.Ví dụ như M2SO4.CdSO4.6H2O và M2SO4.MgSO4.6H2O đồng hình với nhau (M là kim loại kiềm).
Đihalogenua EX2.Các đi halogenua của Zn và Cd là chất ở dạng tinh thể màu trắng,có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao:
CdF2
CdCl2
CdBr2
CdI2
446
1100
868
378
Thăng hoa
1747
980
thăng hoa
CdF2 có kiến trúc tinh thể kiểu florit.Liên kết M-X trong florua đó là lien kết ion còn trong halogen khác có bản chất cộng hoá trị.Bởi vậy ZnF2 và CdF2 có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao nhất trong các đihalogen này.Tính ít tan của chúng liên quan đến năng lượng mạng lưới cao của tinh thể.Các đihalogen khác dễ tan trong nước và cả trong ete, rượu và axeton.Trong nước, catmi đihalogenua phân li va bi thuỷ phân nhung không mạnh bằng kim loại chung nhóm là kẽm.
*Hợp chất cơ kim của Cd
Hợp chất này của catmi cũng quan trọng đối ới thực tế vì khả năng dễ phản ứng với nhóm chức nhất định của hợp chất hữu cơ cho phép thực hiện được những phản ứng tổng hợp độc đáo.
Ngày nay người ta đã biết được những hợp chất cơ catmi có công thức tổng quát là R2Cd, trong đó R là gốc hydrocacbon và X là halogen.
*Hợp chất phức:
Ion Cd2+ tạo nên nhiều phức chất,tuy nhiên khả năng tạo phức của chúng kém hơn đồng và bạc.Những ion phức thường gặp là [CdX4]2- (trong đó X=Cl-,Br-,I-,CN- ,[Cd(NH3)4]2+ và [Cd(NH3)6]2+.
Các catmi halogenua dễ tan có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm tạo thành ion phức rất bền [CdX4]22-.