Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Gadolinium

Alkuaine · viitesivu

64Gd

Gadolinium

Gadolinium on järjestysluvun 64 alkuaine (Gd). Se sijaitsee jaksossa 6, ryhmässä — ja f-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Järjestysluku64

Standardiatomipaino157.249(2)

Ryhmä—

Jakso6

Lohkof

Elektronikonfiguraatio[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Lantanoidien 4f-alakuori täyttyy jakson edetessä. Hapetusluku +3 on tavallinen, mutta f-elektronit tuottavat huomattavia eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Xe] 4f7 5d1 6s2. 4f-elektronit ovat osittain ulompien elektronien suojaamia, minkä vuoksi vierekkäisten lantanoidien kemia voi olla hyvin samankaltaista.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Lantanoidit esiintyvät usein +3-ioneina oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Niiden kemia on keskenään hyvin samankaltaista, vaikka f-elektronit tuottavat eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 7.9 g/cm³. Sulamispiste on 1 591 K (1 318 °C). Kiehumispiste on 3 273 K (3 000 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä gadolinium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: lääketieteellinen kuvantaminen, ydinreaktorit ja magneetit.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Lääketieteellinen kuvantaminen

Yksi käytännön yhteys on lääketieteellinen kuvantaminen. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Ydinreaktorit

Gadolinium-alkuainetta tai sen isotooppeja hyödynnetään ydintekniikassa niiden ydinominaisuuksien vuoksi. Sovellus riippuu käytetystä isotoopista ja materiaalimuodosta.

Magneetit

Yksi käytännön yhteys on magneetit. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Gadolinium sijaitsee jaksossa 6 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Samarium, Europium, Terbium, Dysprosium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokituslantanoidi

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Tiheys7.9 g/cm³

Sulamispiste1 591 K (1 318 °C)

Kiehumispiste3 273 K (3 000 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.2

Ensimmäinen ionisaatioenergia593.4 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti13.22 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Jean Charles Galissard de Marignac. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 64 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 157.249(2). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.