Химичен елемент · справочна страница

64Gd

Гадолиний

Гадолиний е химичен елемент с атомен номер 64 (Gd), разположен в период 6, група — и блок f. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Атомен номер64

Стандартна атомна маса157.249(2)

Група—

Период6

Блокf

Електронна конфигурация[Xe] 4f7 5d1 6s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Лантанидите се характеризират със запълване на подобвивката 4f. В химията им често доминира степента на окисление +3, а частично запълнените f орбитали придават на много от тях полезни магнитни и оптични свойства.

Тъй като 4f електроните са сравнително екранирани, съседните лантаниди имат много сходно химично поведение. Затова разделянето им един от друг е значително по-трудно от разделянето на елементи от различни основни групи.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Лантанидите най-често се срещат като йони с заряд +3 в оксиди, халогениди и координационни съединения. Съединенията им често имат много сходна химия, а разликите във f-електронната структура пораждат характерни магнитни и луминесцентни свойства.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 7.9 g/cm³. Температурата на топене е 1 591 K (1 318 °C). Температурата на кипене е 3 273 K (3 000 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща гадолиний и за какво се използва

На практика гадолиний се среща в приложения като Медицинска образна диагностика, Ядрени реактори и Магнити.

На практика

Конкретни примери за приложение

Медицинска образна диагностика

Гадолиний се използва в контрастни агенти, детекторни материали, силни магнити или специализирани компоненти на системи за образна диагностика.

Ядрени реактори

Гадолиний се използва в реакторни материали, горива, системи за контрол на неутрони или специализирани ядрени системи според изотопа и химичната форма.

Магнити

Гадолиний се използва в магнитни материали, когато е необходим силен, стабилен или устойчив на температура магнетизъм.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Гадолиний е в период 6. В показаната последователност на f блока той се намира между europium и terbium. Тази последователност позволява пряко сравнение със съседните елементи от f блока.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификациялантанид

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Плътност7.9 g/cm³

Температура на топене1 591 K (1 318 °C)

Температура на кипене3 273 K (3 000 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.2

Първа йонизационна енергия593.4 kJ/mol

Електронен афинитет13.22 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на гадолиний се свързва с Jean Charles Galissard de Marignac. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 157.249(2). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Гадолиний има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с гадолиний, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.