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Gd 64

Gadolinium (Gd)

lanthanide
Periodo: 6 Blocco: f

Solid

Peso atomico standard

157,25 u

Configurazione elettronica

[Xe] 6s2 4f7 5d1

Punto di fusione

1312,85 °C

Punto di ebollizione

3272,85 °C

Densità

7900 kg/m³

Stati di ossidazione

0, +1, +2, +3

Elettronegatività (Pauling)

1,2

Energia di ionizzazione (1ª)

6,1498 eV

Anno della scoperta

1886

Raggio atomico

180 pm

Dettagli

Origine del nome Named after the mineral gadolinite.
Paese della scoperta Switzerland
Scopritori 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.

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,2 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Affinità elettronica
0,132 eV
Energia di ionizzazione (1ª)
6,1498 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
12,076042 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
20,540071 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
44,440153 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
64,800223 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
0, +1, +2, +3 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
3 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Configurazione elettronica
[Xe] 6s2 4f7 5d1

Termodinamiche

Calore di fusione
0,10364305 eV Confronta Calore di fusione di tutti gli elementi →
Calore di vaporizzazione
3,109292 eV Confronta Calore di vaporizzazione di tutti gli elementi →
Calore di sublimazione
4,124994 eV
Calore di atomizzazione
4,124994 eV
Entalpia di atomizzazione
4,119811 eV

Abbondanza

Abbondanza (crosta terrestre)
6,2 mg/kg Confronta Abbondanza (crosta terrestre) di tutti gli elementi →
Abbondanza (oceano)
7 × 10−7 mg/L Confronta Abbondanza (oceano) di tutti gli elementi →

Struttura cristallina

Costante reticolare a
364 pm

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 18, 25, 9, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7440-54-2 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
9D°2
InChI
InChI=1S/Gd
Chiave InChI
UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 64
Elettroni 64
Carica Neutro
Configurazione Gd: 4f⁷ 5d¹ 6s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁷ 5d¹ 6s²
Diagramma degli orbitali
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↑
Elettroni totali: 64 Spaiati: 8 ?

Modello atomico

Protoni 64
Neutroni 94
Elettroni 64
Numero di massa 158
Stabilità Stabile

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

0 / 0 (0 0 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

15824,8400%15620,4700%15715,6500%15514,8000%1542,1800%Numero di massaAbbondanza naturale (%)
Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
154 Stabile153,9208741 ± 0,00000172,1800%Stabile
155 Stabile154,9226305 ± 0,000001714,8000%Stabile
156 Stabile155,9221312 ± 0,000001720,4700%Stabile
157 Stabile156,9239686 ± 0,000001715,6500%Stabile
158 Stabile157,9241123 ± 0,000001724,8400%Stabile
Misurato

Fase / Stato

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

Motivo: 1287,8 °C sotto il punto di fusione (1312,85 °C)

Punto di fusione 1312,85 °C
Punto di ebollizione 3272,85 °C
Sotto il punto di fusione di 1287,8 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Liquido
Gas
Fusione
Ebollizione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di fusione Letteratura
1312,85 °C
Punto di ebollizione Letteratura
3272,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di fusione Letteratura
0,10364305 eV

Energia necessaria per fondere 1 mol al punto di fusione

Calore di vaporizzazione Letteratura
3,109292 eV

Energia necessaria per vaporizzare 1 mol al punto di ebollizione

Calore di sublimazione Letteratura
4,124994 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
7900 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
7900 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 64. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
Gd I 03711619
Gd II +1465017
Gd III +215800
Gd IV +35000
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
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
Livelli disponibili nel NIST →
64 Gd 157.25

Gadolinium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Xe]6s24f75d1
Livelli energetici 2 8 18 25 9 2
Stati di ossidazione 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Gadolinium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
64 Gd 157.25

Gadolinium — Visualizzatore della struttura cristallina

Esagonale primitivo · Pearson hP2
Sperimentale
Pearson hP2
N. coord. 12
Impacchettamento 74.580%
Gadolinium — Anteprima del visualizzatore della struttura cristallina
Three.js viene caricato soltanto su richiesta

Raggi ionici

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

Composti

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

Isotopi (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.

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
154 Stabile153,9208741 ± 0,00000172,1800% ± 0,0300%Stabile
stable
155 Stabile154,9226305 ± 0,000001714,8000% ± 0,1200%Stabile
stable
156 Stabile155,9221312 ± 0,000001720,4700% ± 0,0900%Stabile
stable
157 Stabile156,9239686 ± 0,000001715,6500% ± 0,0200%Stabile
stable
158 Stabile157,9241123 ± 0,000001724,8400% ± 0,0700%Stabile
stable
154 Stabile
Massa atomica (u) 153,9208741 ± 0,0000017
Abbondanza naturale 2,1800% ± 0,0300%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
155 Stabile
Massa atomica (u) 154,9226305 ± 0,0000017
Abbondanza naturale 14,8000% ± 0,1200%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
156 Stabile
Massa atomica (u) 155,9221312 ± 0,0000017
Abbondanza naturale 20,4700% ± 0,0900%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
157 Stabile
Massa atomica (u) 156,9239686 ± 0,0000017
Abbondanza naturale 15,6500% ± 0,0200%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
158 Stabile
Massa atomica (u) 157,9241123 ± 0,0000017
Abbondanza naturale 24,8400% ± 0,0700%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
169 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
135 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame triplo)
132 pm

Raggi di van der Waals

Alvarez
283 pm
UFF
336,8 pm
MM3
271 pm

Raggi atomici e metallici

Raggio atomico (Rahm)
277 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
27
Pettifor
27
Glawe
26

Scale di elettronegatività

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

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
158 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2340 Ha·Bohr6

Parametri di Miedema

Volume molare di Miedema
19,9 cm3/mol
Densità elettronica di Miedema
2

Rischio di approvvigionamento ed economia

Concentrazione della produzione
97
Rischio relativo di approvvigionamento
10
Distribuzione delle riserve
50
Stabilità politica (principale produttore)
24
Stabilità politica (principale detentore di riserve)
24

Transizioni di fase e allotropi

Punto di fusione1586,15 K
Punto di ebollizione3546,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

+1 extended
0 extended
+2 extended
+3 main

Dati di riferimento avanzati

Costanti di schermaggio (13)
nOrbitaleσ
1s1,2565
2p4,2946
2s16,783
3d13,723
3p19,8508
3s20,2903
4d34,3664
4f38,9864
4p31,3532
4s30,556
Dettaglio dei raggi cristallini (4)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI107,8from r^3 vs V plots,
3VII114
3VIII119,3from r^3 vs V plots,
3IX124,7from r^3 vs V plots, calculated,
Modalità di decadimento degli isotopi (57)
IsotopoModalitàIntensità
133B+—
133B+p—
134B+—
134B+p—
135B+100%
135B+p2%
136B+—
136B+p—
137B+100%
137B+p—
Fattori di diffusione dei raggi X (719)
Energia (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

Dati aggiuntivi

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.

Riferimenti (1)

Riferimenti

(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 sulla licenza: 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 sulla licenza: 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.

Ultimo aggiornamento:

Dati verificati:

I contenuti vengono verificati sulla base dei dati scientifici più recenti.