ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

64Gd

แกโดลิเนียม

แกโดลิเนียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 64 และสัญลักษณ์ Gd อยู่ในคาบ 6 หมู่ — บล็อก f ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Xe] 4f7 5d1 6s2

เลขอะตอม64

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน157.249(2)

หมู่—

คาบ6

บล็อกf

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Xe] 4f7 5d1 6s2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

แกโดลิเนียมเป็นธาตุในอนุกรมแลนทาไนด์ ซึ่งออร์บิทัลย่อย 4f ค่อย ๆ ถูกเติม ออกซิเดชันสถานะ +3 พบได้บ่อย และอิเล็กตรอน f ทำให้แลนทาไนด์หลายชนิดมีสมบัติทางแม่เหล็กและสเปกตรัมที่เด่นชัด

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของแกโดลิเนียมคือ [Xe] 4f7 5d1 6s2 อิเล็กตรอน 4f ถูกบังด้วยอิเล็กตรอนชั้นนอกพอสมควร จึงทำให้เคมีของแลนทาไนด์ข้างเคียงคล้ายกันมาก ขณะที่รัศมีไอออนและรายละเอียดของระดับพลังงานยังทำให้สมบัติและการแยกสารแตกต่างกันได้

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

แกโดลิเนียมมักสร้างสารประกอบไอออนิกที่มีออกซิเดชันสถานะ +3 รวมถึงออกไซด์ เฮไลด์ และสารเชิงซ้อน เคมีของแลนทาไนด์คล้ายกันมากเพราะขนาดและประจุใกล้เคียงกัน แต่อิเล็กตรอน 4f ยังทำให้สมบัติทางแสงและแม่เหล็กแตกต่างกันได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 7.9 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 1 591 K (1 318 °C) จุดเดือดคือ 3 273 K (3 000 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบแกโดลิเนียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติแกโดลิเนียมพบการใช้งานในด้าน อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และ แม่เหล็กเหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์

ในบริบทอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ บทบาทของแกโดลิเนียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และการมีส่วนในโครงสร้างชีวภาพ เมแทบอลิซึม หรือเทคนิคทางการแพทย์เฉพาะด้าน

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ในงานเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ สมบัตินิวเคลียร์ของแกโดลิเนียมหรือไอโซโทปบางชนิด—เช่น การสลายตัว การดูดกลืนนิวตรอน หรือการให้ความร้อน—เป็นเหตุผลหลักของการใช้งาน

แม่เหล็ก

ในงานแม่เหล็กสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า หรือการตอบสนองต่ออุณหภูมิของแกโดลิเนียมถูกนำมาใช้เพื่อสร้าง ตรวจวัด หรือแปลงสัญญาณอย่างแม่นยำ

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

แกโดลิเนียมอยู่ในอนุกรมแลนทาไนด์ของบล็อก f ในคาบ 6 การเปรียบเทียบกับซาแมเรียมและยูโรเพียมช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของรัศมีไอออน การจัดเรียงอิเล็กตรอน และสมบัติทางแม่เหล็กหรือแสง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทแลนทาไนด์

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

ความหนาแน่น7.9 g/cm³

จุดหลอมเหลว1 591 K (1 318 °C)

จุดเดือด3 273 K (3 000 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.2

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก593.4 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน13.22 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

แกโดลิเนียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของแกโดลิเนียมคือ 157.249(2) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของแกโดลิเนียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของแกโดลิเนียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ