Χημικό στοιχείο · σελίδα αναφοράς

64Gd

Γαδολίνιο

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» έχει ατομικό αριθμό 64 και σύμβολο Gd. Βρίσκεται στην περίοδο 6, στην ομάδα — και στον τομέα f. Σε θερμοκρασία δωματίου η κατάσταση αναφοράς είναι στερεό. Η ηλεκτρονιακή του διαμόρφωση είναι [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Ατομικός αριθμός64

Σχετική ατομική μάζα157.249(2)

Ομάδα—

Περίοδος6

Τομέαςf

Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση[Xe] 4f7 5d1 6s2

Ηλεκτρονιακή δομή

Τι καθορίζει τη χημεία του

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» ανήκει στις λανθανίδες, όπου συμπληρώνεται η υποστιβάδα 4f. Η οξειδωτική βαθμίδα +3 κυριαρχεί σε μεγάλο μέρος της χημείας τους και τα ηλεκτρόνια f επηρεάζουν τις μαγνητικές και οπτικές ιδιότητες.

Τα ηλεκτρόνια 4f είναι σχετικά θωρακισμένα, γι’ αυτό οι γειτονικές λανθανίδες εμφανίζουν πολύ παρόμοια χημική συμπεριφορά. Η διαμόρφωση [Xe] 4f7 5d1 6s2 εξηγεί τις λεπτές διαφορές μεταξύ τους.

Χημικές μορφές

Ενώσεις, ιόντα και υλικά

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» απαντά συνήθως ως ιόν +3 σε οξείδια, αλογονίδια και ενώσεις συναρμογής. Οι ενώσεις των λανθανίδων έχουν παρόμοια χημεία, ενώ οι διαφορές στη δομή των ηλεκτρονίων f δημιουργούν ιδιαίτερες μαγνητικές και φωταυγείς ιδιότητες.

Φυσική συμπεριφορά

Κατάσταση και αλλαγές φάσης

Σε θερμοκρασία δωματίου η κατάσταση αναφοράς είναι στερεό. Η αναφερόμενη πυκνότητα είναι 7.9 g/cm³. Το σημείο τήξης είναι 1 591 K (1 318 °C). Το σημείο βρασμού είναι 3 273 K (3 000 °C). Η πίεση, η καθαρότητα και η κρυσταλλική δομή μπορούν να μεταβάλουν τις μετρούμενες φυσικές τιμές.

Παρουσία και εφαρμογές

Παρουσία και χρήσεις: Γαδολίνιο

Στη Γη, το στοιχείο «Γαδολίνιο» απαντά σε ορυκτά, ενώσεις ή στοιχειακή μορφή ανάλογα με τη χημική του δραστικότητα και το γεωχημικό περιβάλλον. Στην πράξη, σημαντικές εφαρμογές που παρουσιάζονται εδώ είναι Ιατρική απεικόνιση, Πυρηνικοί αντιδραστήρες και Μαγνήτες.

Στην πράξη

Παραδείγματα πραγματικών χρήσεων

Ιατρική απεικόνιση

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Ιατρική απεικόνιση», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Πυρηνικοί αντιδραστήρες

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Πυρηνικοί αντιδραστήρες», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Μαγνήτες

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Μαγνήτες», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Θέση στον περιοδικό πίνακα

Τι δείχνουν τα γειτονικά στοιχεία

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» βρίσκεται στην περίοδο 6 και στην ομάδα —. Η σύγκριση με τα πραγματικά γειτονικά στοιχεία του πίνακα βοηθά να εξεταστούν τάσεις όπως το ατομικό μέγεθος, η ενέργεια ιοντισμού, η ηλεκτραρνητικότητα και ο χαρακτήρας των χημικών δεσμών.

Δεδομένα αναφοράς

Φυσικές και ατομικές ιδιότητες

Κατηγορίαλανθανίδα

Κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίουΣτερεό

Ηλεκτρονιακές στιβάδες2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Πυκνότητα7.9 g/cm³

Σημείο τήξης1 591 K (1 318 °C)

Σημείο βρασμού3 273 K (3 000 °C)

Ηλεκτραρνητικότητα Pauling1.2

Πρώτη ενέργεια ιοντισμού593.4 kJ/mol

Ηλεκτρονική συγγένεια13.22 kJ/mol

Οι τιμές αφορούν το στοιχείο ή το ουδέτερο άτομο, όπου αυτό εφαρμόζεται. Τα φυσικά δεδομένα μπορεί να εξαρτώνται από το αλλότροπο, την πίεση και τις συνθήκες μέτρησης.

Ιστορία

Ανακάλυψη και ταυτοποίηση

Η ανακάλυψη του στοιχείου «Γαδολίνιο» συνδέεται με Jean Charles Galissard de Marignac. Η αναγνώριση του στοιχείου, η απομόνωση καθαρού δείγματος και η απόδοση του σύγχρονου ατομικού αριθμού δεν συνέβησαν απαραίτητα την ίδια στιγμή.

Ισότοπα και ατομική μάζα

Πώς η ισοτοπική σύσταση αλλάζει τις τιμές

Η σχετική ατομική μάζα αναφοράς είναι 157.249(2). Η τιμή αφορά τη συνήθη ισοτοπική σύσταση φυσικού γήινου υλικού και όχι τη μάζα ενός συγκεκριμένου ατόμου.

Το στοιχείο «Γαδολίνιο» έχει τουλάχιστον ένα σταθερό ισότοπο. Τα ισότοπα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, άρα την ίδια στοιχειακή ταυτότητα, αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων και διαφορετικές ατομικές μάζες.

Ασφάλεια

Χειρισμός και έκθεση

Οι κίνδυνοι που σχετίζονται με το στοιχείο «Γαδολίνιο» εξαρτώνται από τη χημική μορφή, τη δόση και την οδό έκθεσης. Το καθαρό στοιχείο, τα ιόντα και οι ενώσεις του μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές βιολογικές και περιβαλλοντικές επιδράσεις, γι’ αυτό πρέπει να χρησιμοποιούνται τα δεδομένα ασφαλείας της συγκεκριμένης ουσίας.