Perioodilisustabel›Elemendid›Gadoliinium

Keemiline element · teatmeleht

64Gd

Gadoliinium

Gadoliinium on keemiline element aatomnumbriga 64 ja sümboliga Gd. See paikneb perioodis 6, rühmas —, f-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Aatomnumber64

Standardne aatommass157.249(2)

Rühm—

Periood6

Plokkf

Elektronkonfiguratsioon[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Gadoliinium kuulub lantanoidide hulka, kus täitub 4f-alamkiht. +3 oksüdatsiooniaste on nende keemias väga tavaline ning f-elektronid mõjutavad paljude liikmete magnetilisi ja optilisi omadusi.

4f-elektronid on suhteliselt hästi varjestatud, mistõttu kõrvuti asuvate lantanoidide keemiline käitumine on väga sarnane. Konfiguratsioon [Xe] 4f7 5d1 6s2 aitab seletada nende peenemaid erinevusi.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Gadoliinium esineb tavaliselt +3 ioonina oksiidides, halogeniidides ja koordinatsiooniühendites. Lantanoidide ühendite üldkeemia on sarnane, kuid f-elektronide erinev täitumus annab iseloomulikke magnetilisi ja luminestsentsomadusi.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 7.9 g/cm³. Sulamispunkt on 1 591 K (1 318 °C). Keemispunkt on 3 273 K (3 000 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus gadoliinium leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub gadoliinium eelkõige järgmiste valdkondadega: meditsiiniline kuvamistehnika, tuumareaktorid ja magnetid. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Meditsiiniline kuvamistehnika

Gadoliinium kasutatakse kuvamisainetes, detektormaterjalides, suure väljaga magnetites või meditsiinilise kuvamistehnika erikomponentides.

Tuumareaktorid

Gadoliinium kasutatakse sõltuvalt isotoobist ja keemilisest vormist reaktorimaterjalides, kütustes, neutronite juhtimisel või muudes tuumasüsteemides.

Magnetid

Gadoliinium kasutatakse magnetmaterjalides, kus on vaja tugevat, stabiilset või temperatuurikindlat magnetismi.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Gadoliinium paikneb perioodis 6. f-ploki järjestus võimaldab seda võrrelda vahetult naabruses olevate lantanoidide või aktinoididega ning jälgida omaduste järkjärgulist muutumist.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonlantanoid

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Tihedus7.9 g/cm³

Sulamispunkt1 591 K (1 318 °C)

Keemispunkt3 273 K (3 000 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.2

Esimene ionisatsioonienergia593.4 kJ/mol

Elektronafiinsus13.22 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Gadoliinium avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Jean Charles Galissard de Marignac. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 157.249(2). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Gadoliiniuml on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Gadoliiniumga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.