Unsur kimia · halaman rujukan

64Gd

Gadolinium

Gadolinium ialah unsur kimia dengan nombor atom 64 dan simbol Gd. Unsur ini terletak pada kala 6, kumpulan —, blok f. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Nombor atom64

Berat atom piawai157.249(2)

Kumpulan—

Kala6

Blokf

Konfigurasi elektron[Xe] 4f7 5d1 6s2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Lantanida dicirikan oleh pengisian subpetala 4f. Keadaan pengoksidaan +3 mendominasi sebahagian besar kimianya, manakala elektron f yang tidak berpasangan menghasilkan sifat magnet dan optik yang tersendiri.

Konfigurasi elektron Gadolinium ialah [Xe] 4f7 5d1 6s2. Elektron 4f agak terlindung, jadi lantanida bersebelahan mempunyai kimia yang hampir serupa; perbezaan kecil pada jejari dan susunan elektron tetap penting dalam pemisahan, spektrum dan kemagnetan.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Gadolinium paling lazim membentuk ion +3 dalam oksida, halida dan kompleks koordinasi. Kimianya hampir serupa dengan lantanida bersebelahan, manakala elektron f menghasilkan perbezaan pada kemagnetan, spektrum dan warna.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 7.9 g/cm³. Takat leburnya 1 591 K (1 318 °C). Takat didihnya 3 273 K (3 000 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Gadolinium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Gadolinium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan peralatan pengimejan perubatan, reaktor nuklear dan magnet. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Peralatan pengimejan perubatan

Gadolinium digunakan dalam agen pengimejan, bahan pengesan, magnet medan tinggi atau komponen khusus sistem pengimejan.

Reaktor nuklear

Gadolinium digunakan dalam bahan reaktor, bahan api, kawalan neutron atau sistem nuklear khusus bergantung pada isotop dan bentuk kimianya.

Magnet

Gadolinium digunakan dalam bahan magnet apabila kemagnetan yang kuat, stabil atau tahan pada suhu tinggi diperlukan.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Gadolinium terletak pada kala 6 dalam siri blok f. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Samarium; Europium; Terbium; Disprosium. Perbandingan sepanjang siri ini membantu menunjukkan perubahan beransur-ansur pada jejari atom, konfigurasi elektron, keadaan pengoksidaan serta sifat magnet atau optik.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanlantanida

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Ketumpatan7.9 g/cm³

Takat lebur1 591 K (1 318 °C)

Takat didih3 273 K (3 000 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.2

Tenaga pengionan pertama593.4 kJ/mol

Afiniti elektron13.22 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Gadolinium dikaitkan dengan Jean Charles Galissard de Marignac. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 157.249(2). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Gadolinium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Gadolinium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.