Gadolinij

Gadolinij je kemični element s simbolom Gd in atomskim številom 64. Gadolinij je srebrno bela kovina, ko odstranimo oksidacijo. Je le malo koven gnetljivi element iz redkih zemelj. Gadolinij počasi reagira z atmosferskim kisikom ali vlago in tvori črno prevleko. Gadolinij pod Curiejevo točko 20 °C (68 °F) je feromagneten, ki je privlačnejši za magnetno polje kot nikelj. Nad to temperaturo je najbolj paramagnetni element. V naravi ga najdemo le v oksidirani obliki. Ko je enkrat separiran, ima zaradi podobnih kemijskih lastnosti običajno nečistoče drugih redkih zemelj.

Gadolinij, 64Gd
Gadolinium-4.jpg
Gadolinij
IzgovarjavaIPA: [gadolínij]
Videzsrebrno bel
Standardna atomska teža Ar, std(Gd)157,25(3)[1]
Gadolinij v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson


Gd

Cm
evropijgadolinijterbij
Vrstno število (Z)64
Skupinan/a
Periodaperioda 6
Blok  blok f
Razporeditev elektronov[Xe] 4f7 5d1 6s2
Razporeditev elektronov po lupini2, 8, 18, 25, 9, 2
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPtrdnina
Tališče1312 °C
Vrelišče3000 °C
Gostota (blizu s.t.)7,90 g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)7,4 g/cm3
Talilna toplota10,05 kJ/mol
Izparilna toplota301,3 kJ/mol
Toplotna kapaciteta37,03 J/(mol·K)
Parni tlak (calculated)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 1.563 1.755 1.994 2.300 2.703 3.262
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja0,[2] +1, +2, +3 (rahlo bazični oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 1,20
Ionizacijske energije
  • 1.: 593,4 kJ/mol
  • 2.: 1170 kJ/mol
  • 3.: 1990 kJ/mol
Atomski polmerempirično: 180 pm
Kovalentni polmer196±6 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte gadolinija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviprvobitno
Kristalna strukturaheksagonalna gosto zložena (hgz)
Hexagonal close packed kristalna struktura za gadolinij
Hitrost zvoka tanka palica2680 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezekα poly: 9,4 µm/(m·K) (apri 100 °C)
Toplotna prevodnost10,6 W/(m·K)
Električna upornostα, poly: 1,310 µΩ·m
Magnetna ureditevferomagnetikparamagnetik pretvorba pri 293,4 K
Magnetna susceptibilnost+755.000,0·10−6 cm3/mol (300,6 K)[3]
Youngov modulα form: 54,8 GPa
Strižni modulα form: 21,8 GPa
Stisljivostni modulα form: 37,9 GPa
Poissonovo razmerjeα form: 0,259
Trdota po Vickersu510–950 MPa
Številka CAS7440-54-2
Zgodovina
Poimenovanjepo mineralu gadolinitu (ki nosi ime odkritelja - Johan Gadolin)
OdkritjeJean Charles Galissard de Marignac (1880)
Prva izolacijaLecoq de Boisbaudran (1886)
Najpomembnejši izotopi gadolinija
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
148Gd sint. 75 let α 144Sm
150Gd sint. 1,8×106 let α 146Sm
152Gd 0,20% 1,08×1014 let α 148Sm
154Gd 2,18% stabilen
155Gd 14,80% stabilen
156Gd 20,47% stabilen
157Gd 15,65% stabilen
158Gd 24,84% stabilen
160Gd 21,86% stabilen
Kategorija Kategorija: Gadolinij
prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Gadolinij je leta 1880 odkril Jean Charles de Marignac, ki je z uporabo spektroskopije dokazal njegov oksid. Imenovan je po mineralu gadolinit, enem od mineralov, v katerem se nahaja gadolinij; mineral sam pa nosi ime finskega kemika Johana Gadolina. Čisti gadolinij je prvi izoliral kemik Paul Emile Lecoq de Boisbaudran okoli leta 1886.

Gadolinij ima nenavadne metalurške lastnosti, saj lahko le 1% gadolinija bistveno izboljša obdelovalnost in odpornost na oksidacijo pri visokih temperaturah za železo, krom in sorodne kovine. Gadolinij kot kovina ali sol absorbira nevtrone in se zato včasih uporablja za zaščito pri nevtronski radiografiji in v jedrskih reaktorjih.

SkliciUredi

  1. Meija, Juris; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Yttrium and all lanthanides except Ce and Pm have been observed in the oxidation state 0 in bis(1,3,5-tri-t-butylbenzene) complexes, see Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides". Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. doi:10.1039/CS9932200017. and Arnold, Polly L.; Petrukhina, Marina A.; Bochenkov, Vladimir E.; Shabatina, Tatyana I.; Zagorskii, Vyacheslav V.; Cloke (2003-12-15). "Arene complexation of Sm, Eu, Tm and Yb atoms: a variable temperature spectroscopic investigation". Journal of Organometallic Chemistry. 688 (1–2): 49–55. doi:10.1016/j.jorganchem.2003.08.028.
  3. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4.