Chemický prvok · referenčná karta

64Gd

Gadolínium

Gadolínium je chemický prvok s protónovým číslom 64 (Gd), umiestnený v perióde 6, skupine — a bloku f. Referenčné skupenstvo pri izbovej teplote: pevná látka. Elektrónová konfigurácia: [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Protónové číslo64

Štandardná atómová hmotnosť157.249(2)

Skupina—

Perióda6

Blokf

Elektrónová konfigurácia[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektrónová štruktúra

Čo riadi jeho chemické správanie

Ide o lantanoid, pri ktorom sa postupne zapĺňa podvrstva 4f. Elektróny 4f ovplyvňujú magnetické a spektroskopické vlastnosti, zatiaľ čo v chémii je veľmi časté oxidačné číslo +3.

Elektrónová konfigurácia atómu je [Xe] 4f7 5d1 6s2. Počet a energia valenčných elektrónov ovplyvňujú tvorbu väzieb, bežné oxidačné čísla a podobnosť so susednými prvkami.

Chemické formy

Zlúčeniny, ióny a materiály

Lantanoidy najčastejšie tvoria zlúčeniny v oxidačnom čísle +3. Typické sú oxidy, halogenidy a koordinačné zlúčeniny; rozdiely medzi susednými prvkami bývajú často jemné.

Fyzikálne správanie

Skupenstvo a fázové premeny

Pri izbovej teplote je referenčným skupenstvom pevná látka. Udávaná hustota je 7.9 g/cm³. Teplota topenia je 1 591 K (1 318 °C). Teplota varu je 3 273 K (3 000 °C). Namerané hodnoty môžu ovplyvňovať tlak, čistota vzorky a kryštálová štruktúra.

Výskyt a využitie

Kde sa s prvkom stretávame a na čo slúži

V praxi sa s týmto prvkom stretávame najmä v oblastiach: Lekárske zobrazovacie prístroje, Jadrové reaktory a Magnety.

V praxi

Konkrétne príklady využitia

Lekárske zobrazovacie prístroje

Gadolínium alebo jeho zlúčeniny tu majú biologický či lekársky význam. Rozhodujúca je konkrétna chemická forma a koncentrácia; biologickú úlohu prvku nemožno zamieňať s vlastnosťami čistej látky.

Jadrové reaktory

Gadolínium má v tejto oblasti význam pre jadrové vlastnosti niektorých svojich izotopov. Využitie závisí od konkrétneho izotopu a vyžaduje špecializovanú kontrolu materiálu aj žiarenia.

Magnety

Gadolínium sa uplatňuje v magnetických materiáloch alebo súčiastkach, kde je dôležitá magnetická odozva a stabilita materiálu.

Poloha v periodickej tabuľke

Čo ukazujú susedné prvky

V bloku f možno prvok priamo porovnať so susednými prvkami: Samárium, Európium, Gadolínium, Terbium, Dysprózium. Takéto porovnanie pomáha sledovať zmeny elektrónovej konfigurácie, atómového polomeru a chemických vlastností v rade lantanoidov alebo aktinoidov.

Referenčné údaje

Fyzikálne a atómové vlastnosti

Klasifikácialantanoid

Skupenstvo pri izbovej teplotepevná látka

Elektrónové vrstvy2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Hustota7.9 g/cm³

Teplota topenia1 591 K (1 318 °C)

Teplota varu3 273 K (3 000 °C)

Paulingova elektronegativita1.2

Prvá ionizačná energia593.4 kJ/mol

Elektrónová afinita13.22 kJ/mol

Hodnoty sa vzťahujú na prvok alebo neutrálny atóm tam, kde je to vhodné. Fyzikálne údaje môžu závisieť od alotropickej formy, tlaku a podmienok merania.

História

Objav a identifikácia

Objav tohto prvku sa spája s osobou alebo tímom uvedeným v historickom zázname: Jean Charles Galissard de Marignac. Rozpoznanie nového prvku, získanie čistej vzorky a neskoršie určenie protónového čísla nemuseli prebehnúť v rovnakom okamihu.

Izotopy a atómová hmotnosť

Ako izotopové zloženie mení čísla

Štandardná atómová hmotnosť je 157.249(2). Táto hodnota vychádza z izotopového zloženia bežného prírodného materiálu a nie je hmotnosťou jedného konkrétneho atómu.

Prvok má aspoň jeden stabilný izotop. Izotopy majú rovnaký počet protónov, ale rozdielny počet neutrónov; zachovávajú chemickú identitu prvku, no líšia sa atómovou hmotnosťou.

Bezpečnosť

Zaobchádzanie a expozícia

Riziko závisí od chemickej formy, dávky a cesty expozície. Čistý prvok, jeho ióny a zlúčeniny môžu mať veľmi rozdielne biologické a environmentálne účinky, preto treba vychádzať z bezpečnostných údajov konkrétnej látky.