Periodiska systemet›Grundämnen›Gadolinium

Grundämne · referensblad

64Gd

Gadolinium

Gadolinium (Gd) är grundämne 64, klassificerat som lantanid i grupp —, period 6 och f-blocket. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f7 5d1 6s2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer64

Standardatomvikt157.249(2)

Grupp—

Period6

Blockf

Elektronkonfiguration[Xe] 4f7 5d1 6s2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

Lantaniderna fyller gradvis 4f-underskalet. 4f-elektronerna skärmas delvis av yttre skal, så många lantanider liknar varandra kemiskt och oxidationstalet +3 är ofta viktigt.

För gadolinium måste konfigurationen [Xe] 4f7 5d1 6s2 ses tillsammans med 4f-beläggningen. Små skillnader i denna beläggning kan ha stor betydelse för magnetiska och optiska egenskaper.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Lantanider bildar framför allt joner och föreningar i oxidationstalet +3, bland annat oxider, halider och koordinationsföreningar. Små skillnader i 4f-beläggningen ger tydliga skillnader i färg, luminescens och magnetism.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 7.9 g/cm³. Smältpunkten anges till 1 591 K (1 318 °C). Kokpunkten anges till 3 273 K (3 000 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var gadolinium finns och används

I praktiken förekommer gadolinium bland annat i sammanhang som medicinsk bildutrustning, kärnreaktorer och magneter.

I praktiken

Konkreta användningar

Medicinsk bildutrustning

Gadolinium används eller studeras inom medicinsk bildutrustning. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Kärnreaktorer

Gadolinium används eller studeras inom kärnreaktorer. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Magneter

Gadolinium används eller studeras inom magneter. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Gadolinium ligger i period 6 och i f-blockets serie. I det visade grannskapet finns bland annat Samarium, Europium, Terbium, Dysprosium. Jämförelser genom serien visar gradvisa förändringar i atomradie, elektronstruktur och kemiskt beteende.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringlantanid

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Densitet7.9 g/cm³

Smältpunkt1 591 K (1 318 °C)

Kokpunkt3 273 K (3 000 °C)

Pauling-elektronegativitet1.2

Första jonisationsenergi593.4 kJ/mol

Elektronaffinitet13.22 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av gadolinium förknippas i denna historiska uppgift med Jean Charles Galissard de Marignac. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 157.249(2). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Gadolinium har minst en stabil isotop. Isotoper har samma antal protoner och är därför samma grundämne, men de har olika antal neutroner och olika atommassa.

Säkerhet

Hantering och exponering

Risken med gadolinium beror på kemisk form, dos och exponeringsväg. Grundämnet, dess joner och dess föreningar kan ha mycket olika biologiska och miljömässiga effekter; säkerhetsdata måste därför bedömas för det konkreta ämnet.