Kemijski element · referenčna stran

64Gd

Gadolinij

Gadolinij je kemijski element z atomskim številom 64 (Gd), v 6. periodi, —. skupini in bloku f. Referenčno agregatno stanje pri sobni temperaturi: trdno. Elektronska konfiguracija: [Xe] 4f7 5d1 6s2.

Atomsko število64

Standardna atomska masa157.249(2)

Skupina—

Perioda6

Blokf

Elektronska konfiguracija[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronska zgradba

Kaj usmerja kemijsko obnašanje

Pri lantanoidih in aktinoidih se postopno zapolnjujejo f-orbitale. Zaradi majhnih energijskih razlik med bližnjimi stanji imajo ti elementi podobne, vendar ne povsem enake kemijske lastnosti.

Elektronska konfiguracija atoma je [Xe] 4f7 5d1 6s2. Število in energija valenčnih elektronov vplivata na tvorbo vezi, pogosta oksidacijska stanja in podobnost s sosednjimi elementi.

Kemijske oblike

Spojine, ioni in materiali

Najznačilnejše so ionske spojine in kompleksi, pri katerih se pogosto pojavlja oksidacijsko stanje +3. Pri aktinoidih so zaradi energijsko dostopnih orbital pogosta tudi druga oksidacijska stanja.

Fizikalno obnašanje

Agregatno stanje in fazni prehodi

Pri sobni temperaturi je referenčno agregatno stanje trdno. Gostota je navedena kot 7.9 g/cm³. Tališče je 1 591 K (1 318 °C). Vrelišče je 3 273 K (3 000 °C). Na izmerjene vrednosti lahko vplivajo tlak, čistost vzorca in kristalna zgradba.

Pojavljanje in uporaba

Kje se element pojavlja in čemu služi

V praksi se s tem elementom srečujemo predvsem na področjih: Oprema za medicinsko slikanje, Jedrski reaktorji in Magneti.

V praksi

Konkretni primeri uporabe

Oprema za medicinsko slikanje

Gadolinij se na tem področju uporablja zaradi kombinacije svojih fizikalnih in kemijskih lastnosti. Konkretna vloga je odvisna od oblike elementa, čistosti in zahtev posamezne uporabe.

Jedrski reaktorji

V tej uporabi so pomembne jedrske lastnosti določenih izotopov elementa Gadolinij. Uporaba je vezana na točno določen izotop in zahteva specializiran nadzor materiala ter sevanja.

Magneti

Gadolinij se uporablja v magnetnih materialih ali sestavnih delih, kjer sta pomembna magnetni odziv in stabilnost materiala.

Položaj v periodnem sistemu

Kaj pokažejo sosednji elementi

V bloku f lahko element neposredno primerjamo s sosedi: Samarij, Evropij, Gadolinij, Terbij, Disprozij. Takšna primerjava pomaga slediti spremembam elektronske konfiguracije, atomskega polmera in kemijskih lastnosti v nizu lantanoidov ali aktinoidov.

Referenčni podatki

Fizikalne in atomske lastnosti

Razvrstitevlantanoid

Agregatno stanje pri sobni temperaturitrdno

Elektronske lupine2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Gostota7.9 g/cm³

Tališče1 591 K (1 318 °C)

Vrelišče3 273 K (3 000 °C)

Elektronegativnost po Paulingu1.2

Prva ionizacijska energija593.4 kJ/mol

Elektronska afiniteta13.22 kJ/mol

Vrednosti se nanašajo na element ali nevtralni atom, kjer je to smiselno. Fizikalni podatki so lahko odvisni od alotropske oblike, tlaka in pogojev merjenja.

Zgodovina

Odkritje in prepoznavanje

Odkritje oziroma prepoznavanje elementa z imenom Gadolinij je povezano z imenom Jean Charles Galissard de Marignac. Prepoznavanje elementa, priprava čistega vzorca in poznejša določitev njegovega atomskega števila niso nujno potekali istočasno.

Izotopi in atomska masa

Kako izotopska sestava spreminja številke

Standardna atomska masa je 157.249(2). Vrednost opisuje značilno izotopsko sestavo naravnega zemeljskega materiala in ni masa enega določenega atoma.

Gadolinij ima vsaj en stabilen izotop. Izotopi imajo enako število protonov in zato pripadajo istemu elementu, razlikujejo pa se v številu nevtronov in atomski masi.

Varnost

Ravnanje in izpostavljenost

Nevarnosti so odvisne od kemijske oblike elementa, odmerka in načina izpostavljenosti. Čisti element, njegovi ioni in spojine imajo lahko zelo različne biološke in okoljske učinke, zato je treba preveriti podatke za dejansko uporabljeno snov.