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Gd 64

Gadolinium (Gd)

lanthanide
Periode: 6 Block: f

Solid

Standardatomgewicht

157,25 u

Elektronenkonfiguration

[Xe] 6s2 4f7 5d1

Schmelzpunkt

1312,85 °C

Siedepunkt

3272,85 °C

Dichte

7900 kg/m³

Oxidationszustände

0, +1, +2, +3

Elektronegativität (Pauling)

1,2

Ionisierungsenergie (1.)

6,1498 eV

Entdeckungsjahr

1886

Atomradius

180 pm

Details

Namensherkunft Named after the mineral gadolinite.
Entdeckungsland Switzerland
Entdecker Jean de Marignac

Gadolinium is a silvery lanthanide metal and one of the middle rare-earth elements. Its chemistry is dominated by the +3 oxidation state, but its seven unpaired 4f electrons give it unusually strong magnetic behavior for a rare-earth element. Natural gadolinium is a mixture of stable isotopes, with ¹⁵²Gd very long-lived and weakly radioactive. The element is technologically important in magnetic materials, neutron absorption, phosphors, and medical contrast agents.

As with other related rare-earth metals, gadolinium is silvery white, has a metallic luster, and is malleable and ductile. At room temperature, gadolinium crystallizes in the hexagonal, close-packed alpha form. Upon heating to 1235°C, alpha gadolinium transforms into the beta form, which has a body-centered cubic structure.

The metal is relatively stable in dry air, but tarnishes in moist air and forms a loosely adhering oxide film which falls off and exposes more surface to oxidation. The metal reacts slowly with water and is soluble in dilute acid.

Gadolinium has the highest thermal neutron capture cross-section of any known element (49,000 barns).

The name derives from the mineral gadolinite, in which it was found, and that had been named for the Finnish rare earth chemist Johan Gadolin. Gadolinium was discovered by the Swiss chemist Jean-Charles Galissard de Marignac in 1886, who produced a white oxide in a samarskite mineral. In 1886, the French chemist Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran gave the name gadolinium.

Spectroscopic evidence for the existence of gadolinium was first observed by the Swiss chemist Jean Charles Galissard de Marignac in the minerals didymia and gadolinite ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10) in 1880. Today, gadolinium is primarily obtained from the minerals monazite ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4) and bastnasite ((Ce,La,Y)CO3F).

From gadolinite, a mineral named for Gadolin, a Finnish chemist. The rare earth metal is obtained from the mineral gadolinite. Gadolinia, the oxide of gadolinium, was separated by Marignac in 1880 and Lecoq de Boisbaudran independently isolated it from Mosander's yttria in 1886.

Bilder

Eigenschaften

Physikalisch

Atomradius (empirisch)
180 pm Vergleiche Atomradius (empirisch) aller Elemente →
Kovalenzradius
196 pm Vergleiche Kovalenzradius aller Elemente →
Van-der-Waals-Radius
237 pm Vergleiche Van-der-Waals-Radius aller Elemente →
Dichte
7900 kg/m³ Vergleiche Dichte aller Elemente →
Molares Volumen
0,0199 L/mol
Aggregatzustand bei Standardbedingungen
Fest Vergleiche Aggregatzustand bei Standardbedingungen aller Elemente →
Schmelzpunkt
1312,85 °C Vergleiche Schmelzpunkt aller Elemente →
Siedepunkt
3272,85 °C Vergleiche Siedepunkt aller Elemente →
Spezifische Wärmekapazität
0,236 J/(g·K) Vergleiche Spezifische Wärmekapazität aller Elemente →
Molare Wärmekapazität
37,03 J/(mol·K) Vergleiche Molare Wärmekapazität aller Elemente →
Kristallstruktur
Hexagonal dichtest gepackt Vergleiche Kristallstruktur aller Elemente →

Chemisch

Elektronegativität (Pauling)
1,2 Vergleiche Elektronegativität (Pauling) aller Elemente →
Elektronenaffinität
0,132 eV
Ionisierungsenergie (1.)
6,1498 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (1.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (2.)
12,076042 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (2.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (3.)
20,540071 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (3.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (4.)
44,440153 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (4.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (5.)
64,800223 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (5.) aller Elemente →
Oxidationszustände
0, +1, +2, +3 Vergleiche Oxidationszustände aller Elemente →
Valenzelektronen
3 Vergleiche Valenzelektronen aller Elemente →
Elektronenkonfiguration
[Xe] 6s2 4f7 5d1

Thermodynamisch

Schmelzwärme
0,10364305 eV Vergleiche Schmelzwärme aller Elemente →
Verdampfungswärme
3,109292 eV Vergleiche Verdampfungswärme aller Elemente →
Sublimationswärme
4,124994 eV
Atomisierungswärme
4,124994 eV
Atomisierungsenthalpie
4,119811 eV

Nuklear

Protonen
64 Vergleiche Protonen aller Elemente →
Neutronen
94 Vergleiche Neutronen aller Elemente →
Bekannte Isotope
40 Vergleiche Bekannte Isotope aller Elemente →
Stabile Isotope
5 Vergleiche Stabile Isotope aller Elemente →
Stabilstes Isotop
Gd-158
Entdeckungsjahr
1886

Häufigkeit

Häufigkeit (Erdkruste)
6,2 mg/kg Vergleiche Häufigkeit (Erdkruste) aller Elemente →
Häufigkeit (Ozean)
7 × 10−7 mg/L Vergleiche Häufigkeit (Ozean) aller Elemente →

Kristallstruktur

Gitterkonstante a
364 pm

Elektronische Struktur

Elektronen pro Schale
2, 8, 18, 25, 9, 2 Vergleiche Elektronen pro Schale aller Elemente →

Identifikatoren

CAS-Nummer
7440-54-2 Vergleiche CAS-Nummer aller Elemente →
Termsymbol
9D°2
InChI
InChI=1S/Gd
InChI-Key
UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N

Elektronenkonfiguration Gemessen

Ionenladung
Protonen 64
Elektronen 64
Ladung Neutral
Konfiguration Gd: 4f⁷ 5d¹ 6s²
Elektronenkonfiguration
Gemessen
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁷ 5d¹ 6s²
Orbitaldiagramm
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
7/14 7↑
5d
1/10 1↑
Gesamtelektronen: 64 Ungepaart: 8 ?

Atommodell

Protonen 64
Neutronen 94
Elektronen 64
Massenzahl 158
Stabilität Stabil

Isotope ändern die Neutronenzahl, Masse und Stabilität — nicht die Elektronenkonfiguration eines neutralen Atoms.

Schematisches Atommodell, nicht maßstabsgetreu.

Atomarer Fingerabdruck

Emissions- / Absorptionsspektrum

0 / 0 (0 0 mit Intensität)
Gemessen
Emission Sichtbar: 380–750 nm

Isotopenverteilung

15824,8400%15620,4700%15715,6500%15514,8000%1542,1800%MassenzahlNatürliche Häufigkeit (%)
MassenzahlAtommasse (u)Natürliche HäufigkeitHalbwertszeit
154 Stabil153,9208741 ± 0,00000172,1800%Stabil
155 Stabil154,9226305 ± 0,000001714,8000%Stabil
156 Stabil155,9221312 ± 0,000001720,4700%Stabil
157 Stabil156,9239686 ± 0,000001715,6500%Stabil
158 Stabil157,9241123 ± 0,000001724,8400%Stabil
Gemessen

Phase / Zustand

1 atm / 101.325 kPa
Fest 25 °C (298,15 K)

Grund: 1287,8 °C unter Schmelzpunkt (1312,85 °C)

Schmelzpunkt 1312,85 °C
Siedepunkt 3272,85 °C
Unter Schmelzpunkt um 1287,8 °C
0 K Aktuelle Temperatur: 25 °C 6000 K
Phasenzeitlinie

Schematisch, nicht maßstabsgetreu

Fest
Flüssig
Gas
Schmelzen
Sieden
25°C
Fest
Flüssig
Gas
Aktuell

Phasenübergangspunkte

Schmelzpunkt Literatur
1312,85 °C
Siedepunkt Literatur
3272,85 °C
Aktuelle Phase Berechnet
Fest

Übergangsenergien

Schmelzwärme Literatur
0,10364305 eV

Energie benötigt, um 1 mol am Schmelzpunkt zu schmelzen

Verdampfungswärme Literatur
3,109292 eV

Energie benötigt, um 1 mol am Siedepunkt zu verdampfen

Sublimationswärme Literatur
4,124994 eV

Energie benötigt, um 1 mol am Sublimationspunkt zu sublimieren

Dichte

Referenzdichte Literatur
7900 kg/m³

Bei Standardbedingungen

Aktuelle Dichte Berechnet
7900 kg/m³

Bei Standardbedingungen

Atomspektren

10 von 64 angezeigt. Sortiert nach Ionenladung (aufsteigend).

Liniendaten ?

IonLadungGesamtlinienÜbergangswahrscheinlichkeitenNiveau-Bezeichnungen
Gd I 03711619
Gd II +1465017
Gd III +215800
Gd IV +35000
NIST Liniendaten →

Niveaudaten ?

IonLadungNiveaus
Gd I 0634
Gd II +1321
Gd III +228
Gd IV +35
Gd V +42
Gd VI +52
Gd VII +62
Gd VIII +72
Gd IX +82
Gd X +92
NIST Niveaudaten →
64 Gd 157.25

Gadolinium — Atomorbital-Visualisierer

[Xe]6s24f75d1
Energieniveaus 2 8 18 25 9 2
Oxidationszustände 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Gadolinium — Atomorbital-Visualisierer Vorschau
Three.js lädt nur auf Anfrage
64 Gd 157.25

Gadolinium — Kristallstruktur-Visualisierer

Primitiv Hexagonal · Pearson hP2
Experimentell
Pearson hP2
Koordinationszahl 12
Packungsdichte 74.580%
Gadolinium — Kristallstruktur-Visualisierer Vorschau
Three.js lädt nur auf Anfrage

Ionenradien

LadungKoordinationSpinRadius
+36N/A93.8 pm
+37N/A100 pm
+38N/A105.3 pm
+39N/A110.7 pm

Verbindungen

Gd
157,250 u
Gd+3
157,250 u
Gd
152,922 u
Gd
158,926 u
Gd
159,927 u
Gd
157,924 u
Gd
160,930 u
Gd
147,918 u
Gd
148,919 u
Gd
150,920 u
Gd
146,919 u
Gd
145,918 u
Gd
154,923 u
Gd
155,922 u
Gd+2
157,250 u
Gd
144,922 u
Gd
151,920 u
Gd+3
152,922 u
Gd
156,924 u
Gd
153,921 u
Gd+3
158,926 u

Isotope (5)

Natural gadolinium is a mixture of seven isotopes, but 17 isotopes of gadolinium are now recognized. Although two of these, 155Gd and 157Gd, have excellent capture characteristics, they are only present naturally in low concentrations. As a result, gadolinium has a very fast burnout rate and has limited use as a nuclear control rod material.

MassenzahlAtommasse (u)Natürliche HäufigkeitHalbwertszeitZerfallsart
154 Stabil153,9208741 ± 0,00000172,1800% ± 0,0300%Stabil
stable
155 Stabil154,9226305 ± 0,000001714,8000% ± 0,1200%Stabil
stable
156 Stabil155,9221312 ± 0,000001720,4700% ± 0,0900%Stabil
stable
157 Stabil156,9239686 ± 0,000001715,6500% ± 0,0200%Stabil
stable
158 Stabil157,9241123 ± 0,000001724,8400% ± 0,0700%Stabil
stable
154 Stabil
Atommasse (u) 153,9208741 ± 0,0000017
Natürliche Häufigkeit 2,1800% ± 0,0300%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
155 Stabil
Atommasse (u) 154,9226305 ± 0,0000017
Natürliche Häufigkeit 14,8000% ± 0,1200%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
156 Stabil
Atommasse (u) 155,9221312 ± 0,0000017
Natürliche Häufigkeit 20,4700% ± 0,0900%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
157 Stabil
Atommasse (u) 156,9239686 ± 0,0000017
Natürliche Häufigkeit 15,6500% ± 0,0200%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
158 Stabil
Atommasse (u) 157,9241123 ± 0,0000017
Natürliche Häufigkeit 24,8400% ± 0,0700%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable

Erweiterte Eigenschaften

Kovalente Radien (Erweitert)

Kovalenzradius (Pyykkö)
169 pm
Kovalenzradius (Pyykkö, doppelt)
135 pm
Kovalenzradius (Pyykkö, dreifach)
132 pm

Van-der-Waals-Radien

Alvarez
283 pm
UFF
336,8 pm
MM3
271 pm

Atom- & Metallische Radien

Atomradius (Rahm)
277 pm

Nummerierungsskalen

Mendeleev
27
Pettifor
27
Glawe
26

Elektronegativitätsskalen

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
7
Robles–Bartolotti
6

Polarisierbarkeit & Dispersion

Dipolpolarisierbarkeit
158 a.u.
Dipolpolarisierbarkeit (Uns.)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2340 Ha·Bohr6

Miedema-Parameter

Miedema-Molvolumen
19,9 cm3/mol
Miedema-Elektronendichte
2

Lieferrisiko & Wirtschaftlichkeit

Produktionskonzentration
97
Relatives Lieferrisiko
10
Reservenverteilung
50
Politische Stabilität (Top-Produzent)
24
Politische Stabilität (Top-Reserven)
24

Phasenübergänge & Allotrope

Schmelzpunkt1586,15 K
Siedepunkt3546,15 K

Oxidationszustands-Kategorien

+1 extended
0 extended
+2 extended
+3 main

Erweiterte Referenzdaten

Abschirmkonstanten (13)
nOrbitalσ
1s1,2565
2p4,2946
2s16,783
3d13,723
3p19,8508
3s20,2903
4d34,3664
4f38,9864
4p31,3532
4s30,556
Kristallradien-Details (4)
LadungCNSpinrcrystal (pm)Herkunft
3VI107,8from r^3 vs V plots,
3VII114
3VIII119,3from r^3 vs V plots,
3IX124,7from r^3 vs V plots, calculated,
Isotopenzerfallsarten (57)
IsotopModusIntensität
133B+—
133B+p—
134B+—
134B+p—
135B+100%
135B+p2%
136B+—
136B+p—
137B+100%
137B+p—
Röntgenstreufaktoren (719)
Energie (eV)f₁f₂
10—2,59886
10,1152—2,63957
10,2317—2,68119
10,3496—2,72415
10,4688—2,7678
10,5894—2,81214
10,7114—2,8572
10,8348—2,90298
10,9596—2,94949
11,0859—2,99675

Zusätzliche Daten

Sources

Sources of this element.

Gadolinium is found in several other minerals, including monazite and bastnasite, both of which are commercially important. With the development of ion-exchange and solvent extraction techniques, the availability and prices of gadolinium and the other rare-earth metals have greatly improved. The metal can be prepared by the reduction of the anhydrous fluoride with metallic calcium.

Referenzen (1)

Referenzen

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Gd

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Gadolinium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Lizenzhinweis: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Gadolinium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Lizenzhinweis: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Gadolinium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Gadolinium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Gadolinium

This section provides all form of data related to element Gadolinium.

9 PubChem Elements
Gadolinium

The element property data was retrieved from publications.

Zuletzt aktualisiert:

Daten verifiziert:

Inhalt wurde gegen aktuelle wissenschaftliche Daten geprüft.