Kémiai elem · adatlap

64Gd

Gadolínium

A gadolínium 64 rendszámú kémiai elem (Gd), a 6. periódus —. csoportjában, az f-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Rendszám64

Standard atomtömeg157.249(2)

Csoport—

Periódus6

Mezőf

Elektronkonfiguráció[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A lantanoidákra a 4f alhéj feltöltődése jellemző. Kémiájukban gyakran a +3 oxidációs állapot dominál, míg a részben betöltött f-pályák sok elemnek hasznos mágneses és optikai tulajdonságokat adnak.

Mivel a 4f elektronok viszonylag erősen árnyékoltak, a szomszédos lantanoidák kémiai viselkedése nagyon hasonló. Emiatt egymástól való elválasztásuk jóval nehezebb, mint különböző főcsoportok elemeinek szétválasztása.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A lantanoidák gyakran +3 töltésű ionként jelennek meg oxidokban, halogenidekben és koordinációs vegyületekben. Vegyületeik kémiája sokszor nagyon hasonló, miközben az f-elektronszerkezet különbségei jellegzetes mágneses és lumineszcens tulajdonságokat eredményeznek.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 7.9 g/cm³. Az olvadáspont 1 591 K (1 318 °C). A forráspont 3 273 K (3 000 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A gadolínium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a gadolínium többek között a következő területeken jelenik meg: Orvosi képalkotó berendezések, Atomreaktorok és Mágnesek.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Orvosi képalkotó berendezések

A gadolínium képalkotó kontrasztanyagokban, detektoranyagokban, nagy térerejű mágnesekben vagy képalkotó rendszerek speciális alkatrészeiben használható.

Atomreaktorok

A gadolínium izotópjától és kémiai formájától függően reaktoranyagokban, üzemanyagokban, neutronszabályozásban vagy speciális nukleáris rendszerekben használható.

Mágnesek

A gadolínium olyan mágneses anyagokban használható, ahol erős, stabil vagy hőálló mágnesesség szükséges.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A gadolínium a 6. periódusban található. Az itt látható f-mezőbeli sorozatban európium és terbium között helyezkedik el. Ez a sorozat közvetlen összehasonlítást tesz lehetővé a szomszédos f-mezőbeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besoroláslantanoida

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Sűrűség7.9 g/cm³

Olvadáspont1 591 K (1 318 °C)

Forráspont3 273 K (3 000 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.2

Első ionizációs energia593.4 kJ/mol

Elektronaffinitás13.22 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A gadolínium felfedezését Jean Charles Galissard de Marignac nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 157.249(2). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A gadolínium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A gadolínium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi gadolínium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.