Периодическая таблица›Элементы›Гадолиний

Химический элемент · справочная страница

64Gd

Гадолиний

Гадолиний (Gd) — химический элемент с атомным номером 64. Он расположен в периоде 6, группа —, f-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер64

Стандартная атомная масса157.249(2)

Группа—

Период6

Блокf

Электронная конфигурация[Xe] 4f7 5d1 6s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Гадолиний относится к лантаноидам, где заполняется подоболочка 4f. Степень окисления +3 особенно распространена, а f-электроны заметно влияют на магнитные и оптические свойства.

Электроны 4f сравнительно хорошо экранированы, поэтому химия соседних лантаноидов очень похожа. Конфигурация [Xe] 4f7 5d1 6s2 объясняет более тонкие различия между ними.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Гадолиний чаще всего образует соединения в степени окисления +3: оксиды, галогениды и координационные комплексы. Общая химия лантаноидов похожа, а различия в заполнении 4f проявляются в магнитных и люминесцентных свойствах.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 7.9 g/cm³. Температура плавления: 1 591 K (1 318 °C). Температура кипения: 3 273 K (3 000 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется гадолиний?

На практике Гадолиний применяется прежде всего в таких областях, как Медицинская визуализация, Ядерные реакторы и Магниты. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Медицинская визуализация

Элемент «Гадолиний», его определённые соединения или изотопы находят применение в медицине, диагностике, имплантационных материалах или биологических процессах.

Ядерные реакторы

Гадолиний в виде подходящего изотопа или соединения применяют в задачах, связанных с ядерными реакциями, нейтронами, излучением или радиохимией.

Магниты

Материалы, содержащие элемент «Гадолиний», используют для создания постоянных или специальных магнитов, когда важны их магнитные свойства.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Гадолиний находится в периоде 6, группе 3 и f-блоке; классификация: лантаноид. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификациялантаноид

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Плотность7.9 g/cm³

Температура плавления1 591 K (1 318 °C)

Температура кипения3 273 K (3 000 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.2

Первая энергия ионизации593.4 kJ/mol

Сродство к электрону13.22 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Гадолиний: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 64.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 157.249(2). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Гадолиний имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Гадолиний» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.