Det periodiske system›Grundstoffer›Gadolinium

Grundstof · referenceark

64Gd

Gadolinium

Gadolinium (Gd) er grundstof 64, et lanthanid i gruppe —, periode 6 og f-blokken. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f7 5d1 6s2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer64

Standardatomvægt157.249(2)

Gruppe—

Periode6

Blokf

Elektronkonfiguration[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Lanthaniderne fylder gradvist 4f-underskallen. 4f-elektronerne er delvist afskærmet af ydre skaller, så mange lanthanider ligner hinanden kemisk, og oxidationstrinnet +3 er ofte vigtigt.

For gadolinium skal konfigurationen [Xe] 4f7 5d1 6s2 ses sammen med 4f-besættelsen. Små forskelle i denne besættelse kan have stor betydning for magnetiske og optiske egenskaber.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Lanthanider danner især ioner og forbindelser i oxidationstrinnet +3, blandt andet oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Små forskelle i 4f-besættelsen giver tydelige forskelle i farve, luminescens og magnetisme.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 7.9 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 1 591 K (1 318 °C). Kogepunktet er angivet til 3 273 K (3 000 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor gadolinium findes og bruges

I praksis møder man gadolinium blandt andet i sammenhænge som medicinsk billeddannelsesudstyr, kernereaktorer og magneter.

I praksis

Konkrete anvendelser

Medicinsk billeddannelsesudstyr

Gadolinium spiller en rolle i medicinsk billeddannelsesudstyr. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Kernereaktorer

Gadolinium spiller en rolle i kernereaktorer. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Magneter

Gadolinium spiller en rolle i magneter. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Gadolinium ligger i periode 6 og i f-blokserien. I det viste nabolag findes blandt andet Samarium, Europium, Terbium, Dysprosium. Sammenligning gennem serien viser gradvise ændringer i atomradius, elektronstruktur og kemisk adfærd.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationlanthanid

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Massefylde7.9 g/cm³

Smeltepunkt1 591 K (1 318 °C)

Kogepunkt3 273 K (3 000 °C)

Pauling-elektronegativitet1.2

Første ioniseringsenergi593.4 kJ/mol

Elektronaffinitet13.22 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af gadolinium forbindes i denne historiske registrering med Jean Charles Galissard de Marignac. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 157.249(2). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Gadolinium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved gadolinium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.