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Gd 64

Gadolinium (Gd)

lanthanide
Periodo: 6 Bloque: f

Solid

Peso atómico estándar

157,25 u

Configuración electrónica

[Xe] 6s2 4f7 5d1

Punto de fusión

1312,85 °C

Punto de ebullición

3272,85 °C

Densidad

7900 kg/m³

Estados de oxidación

0, +1, +2, +3

Electronegatividad (Pauling)

1,2

Energía de ionización (1.ª)

6,1498 eV

Año de descubrimiento

1886

Radio atómico

180 pm

Detalles

Origen del nombre Named after the mineral gadolinite.
País de descubrimiento Switzerland
Descubridores 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.

Imágenes

Propiedades

Químicas

Electronegatividad (Pauling)
1,2 Comparar Electronegatividad (Pauling) de todos los elementos →
Afinidad electrónica
0,132 eV
Energía de ionización (1.ª)
6,1498 eV Comparar Energía de ionización (1.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (2.ª)
12,076042 eV Comparar Energía de ionización (2.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (3.ª)
20,540071 eV Comparar Energía de ionización (3.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (4.ª)
44,440153 eV Comparar Energía de ionización (4.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (5.ª)
64,800223 eV Comparar Energía de ionización (5.ª) de todos los elementos →
Estados de oxidación
0, +1, +2, +3 Comparar Estados de oxidación de todos los elementos →
Electrones de valencia
3 Comparar Electrones de valencia de todos los elementos →
Configuración electrónica
[Xe] 6s2 4f7 5d1

Termodinámicas

Calor de fusión
0,10364305 eV Comparar Calor de fusión de todos los elementos →
Calor de vaporización
3,109292 eV Comparar Calor de vaporización de todos los elementos →
Calor de sublimación
4,124994 eV
Calor de atomización
4,124994 eV
Entalpía de atomización
4,119811 eV

Nucleares

Protones
64 Comparar Protones de todos los elementos →
Neutrones
94 Comparar Neutrones de todos los elementos →
Isótopos conocidos
40 Comparar Isótopos conocidos de todos los elementos →
Isótopos estables
5 Comparar Isótopos estables de todos los elementos →
Isótopo más estable
Gd-158
Año de descubrimiento
1886

Abundancia

Abundancia (corteza terrestre)
6,2 mg/kg Comparar Abundancia (corteza terrestre) de todos los elementos →
Abundancia (océano)
7 × 10−7 mg/L Comparar Abundancia (océano) de todos los elementos →

Estructura cristalina

Constante de red a
364 pm

Estructura electrónica

Electrones por capa
2, 8, 18, 25, 9, 2 Comparar Electrones por capa de todos los elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-54-2 Comparar Número CAS de todos los elementos →
Símbolo del término
9D°2
InChI
InChI=1S/Gd
Clave InChI
UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N

Configuración electrónica Medido

Carga del ion
Protones 64
Electrones 64
Carga Neutro
Configuración Gd: 4f⁷ 5d¹ 6s²
Configuración electrónica
Medido
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁷ 5d¹ 6s²
Diagrama de orbitales
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↑
Total de electrones: 64 Desapareados: 8 ?

Modelo atómico

Protones 64
Neutrones 94
Electrones 64
Número másico 158
Estabilidad Estable

Los isótopos cambian el número de neutrones, la masa y la estabilidad, pero no la configuración electrónica de un átomo neutro.

Modelo atómico esquemático, no a escala.

Huella atómica

Espectro de emisión / absorción

0 / 0 (0 0 con intensidad)
Medido
Emisión Visible: 380–750 nm

Distribución isotópica

15824,8400%15620,4700%15715,6500%15514,8000%1542,1800%Número másicoAbundancia natural (%)
Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegración
154 Estable153,9208741 ± 0,00000172,1800%Estable
155 Estable154,9226305 ± 0,000001714,8000%Estable
156 Estable155,9221312 ± 0,000001720,4700%Estable
157 Estable156,9239686 ± 0,000001715,6500%Estable
158 Estable157,9241123 ± 0,000001724,8400%Estable
Medido

Fase / Estado

1 atm / 101,325 kPa
Sólido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 1287,8 °C por debajo del punto de fusión (1312,85 °C)

Punto de fusión 1312,85 °C
Punto de ebullición 3272,85 °C
Por debajo del punto de fusión en 1287,8 °C
0 K Temperatura actual: 25 °C 6000 K
Secuencia de fases

Esquemático, no a escala

Sólido
Líquido
Gas
Fusión
Ebullición
25°C
Sólido
Líquido
Gas
Actual

Puntos de transición de fase

Punto de fusión Bibliografía
1312,85 °C
Punto de ebullición Bibliografía
3272,85 °C
Fase actual Calculado
Sólido

Energías de transición

Calor de fusión Bibliografía
0,10364305 eV

Energía necesaria para fundir 1 mol en el punto de fusión

Calor de vaporización Bibliografía
3,109292 eV

Energía necesaria para vaporizar 1 mol en el punto de ebullición

Calor de sublimación Bibliografía
4,124994 eV

Energía necesaria para sublimar 1 mol en el punto de sublimación

Densidad

Densidad de referencia Bibliografía
7900 kg/m³

En condiciones estándar

Densidad actual Calculado
7900 kg/m³

En condiciones estándar

Espectros atómicos

Se muestran 10 de 64. Ordenado por carga del ion (ascendente).

Líneas disponibles ?

IonCargaTotal de líneasProbabilidades de transiciónDesignaciones de los niveles
Gd I 03711619
Gd II +1465017
Gd III +215800
Gd IV +35000
Líneas disponibles en el NIST →

Niveles disponibles ?

IonCargaNiveles
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
Niveles disponibles en el NIST →
64 Gd 157.25

Gadolinium — Visualizador de orbitales atómicos

[Xe]6s24f75d1
Niveles de energía 2 8 18 25 9 2
Estados de oxidación 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Gadolinium — Vista previa del visualizador de orbitales atómicos
Three.js solo se carga cuando se solicita
64 Gd 157.25

Gadolinium — Visualizador de estructuras cristalinas

Hexagonal primitiva · Pearson hP2
Experimental
Pearson hP2
N.º de coord. 12
Empaquetamiento 74.580%
Gadolinium — Vista previa del visualizador de estructuras cristalinas
Three.js solo se carga cuando se solicita

Radios iónicos

CargaCoordinaciónEspínRadio
+36N/D93.8 pm
+37N/D100 pm
+38N/D105.3 pm
+39N/D110.7 pm

Compuestos

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

Isótopos (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.

Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegraciónModo de desintegración
154 Estable153,9208741 ± 0,00000172,1800% ± 0,0300%Estable
stable
155 Estable154,9226305 ± 0,000001714,8000% ± 0,1200%Estable
stable
156 Estable155,9221312 ± 0,000001720,4700% ± 0,0900%Estable
stable
157 Estable156,9239686 ± 0,000001715,6500% ± 0,0200%Estable
stable
158 Estable157,9241123 ± 0,000001724,8400% ± 0,0700%Estable
stable
154 Estable
Masa atómica (u) 153,9208741 ± 0,0000017
Abundancia natural 2,1800% ± 0,0300%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
155 Estable
Masa atómica (u) 154,9226305 ± 0,0000017
Abundancia natural 14,8000% ± 0,1200%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
156 Estable
Masa atómica (u) 155,9221312 ± 0,0000017
Abundancia natural 20,4700% ± 0,0900%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
157 Estable
Masa atómica (u) 156,9239686 ± 0,0000017
Abundancia natural 15,6500% ± 0,0200%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
158 Estable
Masa atómica (u) 157,9241123 ± 0,0000017
Abundancia natural 24,8400% ± 0,0700%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable

Propiedades ampliadas

Radios covalentes (ampliados)

Radio covalente (Pyykkö)
169 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace doble)
135 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace triple)
132 pm

Radios de van der Waals

Alvarez
283 pm
UFF
336,8 pm
MM3
271 pm

Radios atómicos y metálicos

Radio atómico (Rahm)
277 pm

Escalas de numeración

Mendeleev
27
Pettifor
27
Glawe
26

Escalas de electronegatividad

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

Polarizabilidad y dispersión

Polarizabilidad dipolar
158 a.u.
Polarizabilidad dipolar (incert.)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2340 Ha·Bohr6

Parámetros de Miedema

Volumen molar de Miedema
19,9 cm3/mol
Densidad electrónica de Miedema
2

Riesgo de suministro y economía

Concentración de la producción
97
Riesgo relativo de suministro
10
Distribución de las reservas
50
Estabilidad política (principal productor)
24
Estabilidad política (país con mayores reservas)
24

Transiciones de fase y alótropos

Punto de fusión1586,15 K
Punto de ebullición3546,15 K

Categorías de estados de oxidación

+1 extended
0 extended
+2 extended
+3 main

Datos de referencia avanzados

Constantes de apantallamiento (13)
nOrbitalσ
1s1,2565
2p4,2946
2s16,783
3d13,723
3p19,8508
3s20,2903
4d34,3664
4f38,9864
4p31,3532
4s30,556
Detalle de los radios cristalinos (4)
CargaCNEspínrcrystal (pm)Origen
3VI107,8from r^3 vs V plots,
3VII114
3VIII119,3from r^3 vs V plots,
3IX124,7from r^3 vs V plots, calculated,
Modos de desintegración de los isótopos (57)
IsótopoModoIntensidad
133B+—
133B+p—
134B+—
134B+p—
135B+100%
135B+p2%
136B+—
136B+p—
137B+100%
137B+p—
Factores de dispersión de rayos X (719)
Energía (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

Datos adicionales

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.

Referencias (1)

Referencias

(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.

Nota sobre la licencia: 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/

Nota sobre la licencia: 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.

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