Хімічний елемент · довідкова сторінка

64Gd

Гадоліній

Гадоліній (Gd) — хімічний елемент з атомним номером 64. Він розташований у періоді 6, групі —, f-блоці. За кімнатної температури проста речовина зазвичай тверда. Атомний номер дорівнює числу протонів у ядрі й однозначно визначає елемент.

Атомний номер64

Стандартна атомна маса157.249(2)

Група—

Період6

Блокf

Електронна конфігурація[Xe] 4f7 5d1 6s2

Електронна будова

Що визначає хімічні властивості

Елемент «Гадоліній» належить до лантаноїдів, у яких заповнюється 4f-підрівень. Ступінь окиснення +3 особливо поширений, а f-електрони помітно впливають на магнітні та оптичні властивості.

Електрони 4f відносно добре екрановані, тому хімія сусідніх лантаноїдів дуже подібна. Конфігурація [Xe] 4f7 5d1 6s2 пояснює тонші відмінності між ними.

Хімічні форми

Сполуки, йони та матеріали

Елемент «Гадоліній» найчастіше утворює сполуки зі ступенем окиснення +3: оксиди, галогеніди та координаційні комплекси. Відмінності у заповненні 4f проявляються в магнітних і люмінесцентних властивостях.

Фізичні властивості

Стан і фазові переходи

За кімнатної температури проста речовина перебуває у твердому стані. Густина: 7.9 g/cm³. Температура плавлення: 1 591 K (1 318 °C). Температура кипіння: 3 273 K (3 000 °C). Вимірювані фізичні величини можуть залежати від тиску, чистоти зразка та кристалічної структури.

Поширення та застосування

Де трапляється і як застосовується Гадоліній?

На практиці елемент «Гадоліній» або його сполуки використовують у таких напрямах: Медична візуалізація, Ядерні реактори та Магніти. Конкретна роль залежить від хімічної форми та властивості, яку потрібно використати.

На практиці

Приклади реального застосування

Медична візуалізація

Елемент «Гадоліній», його певні сполуки або ізотопи знаходять застосування в медицині, діагностиці, імплантаційних матеріалах або біологічних процесах.

Ядерні реактори

Елемент «Гадоліній» у вигляді відповідного ізотопу або сполуки використовують у задачах, пов’язаних із ядерними реакціями, нейтронами, випромінюванням або радіохімією.

Магніти

Матеріали, що містять елемент «Гадоліній», застосовують у магнітних системах, коли важливі їхні магнітні властивості.

Положення в періодичній системі

Що показують сусідні елементи

Елемент «Гадоліній» розташований у періоді 6, групі 3 та f-блоці; класифікація: лантаноїд. Порівняння з елементами тієї самої групи показує подібність валентної електронної будови, а рух уздовж періоду — закономірні зміни радіуса, енергії йонізації, електронегативності та характеру зв’язків.

Довідкові дані

Фізичні та атомні властивості

Класифікаціялантаноїд

Стан за кімнатної температуритвердий стан

Електронні оболонки2 · 8 · 18 · 25 · 9 · 2

Густина7.9 g/cm³

Температура плавлення1 591 K (1 318 °C)

Температура кипіння3 273 K (3 000 °C)

Електронегативність за Полінгом1.2

Перша енергія йонізації593.4 kJ/mol

Спорідненість до електрона13.22 kJ/mol

Значення стосуються елемента або нейтрального атома там, де це доречно. Фізичні величини можуть залежати від алотропної форми, тиску, чистоти та умов вимірювання.

Історія

Відкриття та ідентифікація

Історія вивчення елемента «Гадоліній» охоплює розпізнавання його хімічної індивідуальності, виділення або одержання речовини та подальший точний опис як елемента з атомним номером 64.

Ізотопи та атомна маса

Як ізотопний склад впливає на значення

Стандартна атомна маса дорівнює 157.249(2). Це не маса одного конкретного атома, а зважене середнє, що відповідає типовому ізотопному складу природної речовини.

Елемент «Гадоліній» має принаймні один стабільний ізотоп. Усі ізотопи мають однакову кількість протонів, але різняться кількістю нейтронів і масою атома.

Безпека

Поводження та вплив

Ризики під час роботи з елементом «Гадоліній» залежать від хімічної форми, дози та шляху впливу. Проста речовина, йони та сполуки можуть істотно різнитися за біологічною й екологічною дією, тому слід орієнтуватися на дані для конкретної речовини.