Grunnstoff · referanseark

64Gd

Gadolinium

Gadolinium (Gd) er grunnstoff 64, et lanthanid i gruppe —, periode 6 og f-blokken. Elektronkonfigurasjonen [Xe] 4f7 5d1 6s2 bidrar til å forklare binding og reaktivitet; referansetilstanden ved romtemperatur er fast stoff.

Atomnummer64

Standard atomvekt157.249(2)

Gruppe—

Periode6

Blokkf

Elektronkonfigurasjon[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronstruktur

Hva styrer kjemien?

Lanthaniderne fylder gradvist 4f-underskalllen. 4f-elektronene er delvist avskærmet av ydre skalller, så mange lanthanider ligner hinanden kjemisk, og oksidasjonstrinnnet +3 er ofte viktig.

For gadolinium skall konfigurationen [Xe] 4f7 5d1 6s2 ses sammen med 4f-besættelsen. Små forskjeller i denne besættelse kan have stor betydning for magnetiske og optiske egenskaper.

Kjemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Lanthanider danner særlig ioner og forbindelser i oksidasjonstrinnnet +3, blant annet oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Små forskjeller i 4f-besættelsen gir tydelige forskjeller i farge, luminescens og magnetisme.

Fysisk oppførsel

Tilstand og faseoverganger

Referansetilstanden ved romtemperatur er fast stoff. Den oppgitte tettheten er 7.9 g/cm³. Smeltepunktet er oppgitt til 1 591 K (1 318 °C). Kokepunktet er oppgitt til 3 273 K (3 000 °C). Trykk, renhet, allotropi og krystallstruktur kan forskyde målte fysiske verdier.

Forekomst og bruk

Hvor gadolinium finnes og brukes

I praksis møter man gadolinium blant annet i sammenhenger som medicinsk avbildningsutstyr, kjernereaktorer og magneter.

I praksis

Konkrete bruksområder

Medicinsk avbildningsutstyr

Gadolinium spiller en rolle i medicinsk avbildningsutstyr. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Kjernereaktorer

Gadolinium spiller en rolle i kjernereaktorer. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Magneter

Gadolinium spiller en rolle i magneter. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Plassering i periodesystemet

Hva naboene forteller

Gadolinium ligger i periode 6 og i f-blokserien. I det viste nabolaget finnes blant annet Samarium, Europium, Terbium, Dysprosium. Sammenligning gjennom serien viser gradvise endringer i atomradius, elektronstruktur og kjemisk oppførsel.

Referansedata

Fysiske og atomære egenskaper

Klassifiseringlanthanid

Tilstand ved romtemperaturfast stoff

Elektronskall2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Tetthet7.9 g/cm³

Smeltepunkt1 591 K (1 318 °C)

Kokepunkt3 273 K (3 000 °C)

Pauling-elektronegativitet1.2

Første ioniseringsenergi593.4 kJ/mol

Elektronavfinitet13.22 kJ/mol

Verdiene beskriver grunnstoffet eller det nøytrale atom, der det er relevant. Fysiske data kan avhenge av allotropi, trykk, renhet og måleforhold.

Historie

Oppdagelse og identifikasjon

Oppdagelsen av gadolinium forbindes i denne historiske registreringen med Jean Charles Galissard de Marignac. Anerkjennelse som grunnstoff, isolering av en ren prøve og den senere definisjon via atomnummer skjedde ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensetningen endrer tallene

Standard atomvekten er 157.249(2). Verdien beskriver den naturlige isotopsammensetning i jordisk materiale og er ikke massen til ett bestemt atom.

Gadolinium har minst én stabil isotop. Isotoper har samme antalll protoner og er derfor samme grunnstoff, men de har ulikt antalll nøytroner og ulik atommasse.

Sikkerhet

Håndtering og eksponering

Risikoen ved gadolinium avhenger av kjemisk form, dose og eksponeringsvei. Grunnstoffet, ionene og forbindelsene det danner kan ha svært ulike biologiske og miljømessige virkninger; sikkerhetsdata skall derfor vurderes for det konkrete stoffet.