Gd 64

Gadolinium (Gd)

lanthanide
주기: 6 블록: f

Solid

표준 원자량

157.25 u

전자 배치

[Xe] 6s2 4f7 5d1

녹는점

1312.85 °C

끓는점

3272.85 °C

밀도

7900 kg/m³

산화 상태

0, +1, +2, +3

전기 음성도(Pauling)

1.2

제1 이온화 에너지

6.1498 eV

발견 연도

1886

원자 반지름

180 pm

상세 정보

이름의 유래 Named after the mineral gadolinite.
발견 국가 Switzerland
발견자 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.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
180 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
196 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
237 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
7900 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0199 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1312.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
3272.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
비열
0.236 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
37.03 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
육방 조밀 충전 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.2 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전자 친화도
0.132 eV
제1 이온화 에너지
6.1498 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
12.076042 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
20.540071 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
44.440153 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
64.800223 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
0, +1, +2, +3 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Xe] 6s2 4f7 5d1

열역학적 특성

융해열
0.10364305 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
3.109292 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
4.124994 eV
원자화열
4.124994 eV
원자화 엔탈피
4.119811 eV

핵 특성

양성자 수
64 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
94 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
40 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
5 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Gd-158
발견 연도
1886

존재비

존재비(지각)
6.2 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
7 × 10−7 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
364 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 25, 9, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-54-2 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
9D°2
InChI
InChI=1S/Gd
InChI 키
UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 64
전자 64
전하 중성
배치 Gd: 4f⁷ 5d¹ 6s²
전자 배치
측정값
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁷ 5d¹ 6s²
오비탈 도표
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↑
총 전자 수: 64 홀전자: 8 ?

원자 모형

양성자 64
중성자 94
전자 64
질량수 158
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

0 / 0 (0 세기 정보가 있는 선 0개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

15824.8400%15620.4700%15715.6500%15514.8000%1542.1800%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
154 안정153.9208741 ± 0.00000172.1800%안정
155 안정154.9226305 ± 0.000001714.8000%안정
156 안정155.9221312 ± 0.000001720.4700%안정
157 안정156.9239686 ± 0.000001715.6500%안정
158 안정157.9241123 ± 0.000001724.8400%안정
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 녹는점(1312.85 °C)보다 1287.8 °C 낮음

녹는점 1312.85 °C
끓는점 3272.85 °C
녹는점 미달 온도 1287.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
1312.85 °C
끓는점 문헌값
3272.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.10364305 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
3.109292 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
4.124994 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
7900 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
7900 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 64개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Gd I 03711619
Gd II +1465017
Gd III +215800
Gd IV +35000
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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 보유 에너지 준위 데이터 →
64 Gd 157.25

Gadolinium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Xe]6s24f75d1
에너지 준위 2 8 18 25 9 2
산화 상태 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
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64 Gd 157.25

Gadolinium — 결정 구조 시각화 도구

원시 육방 · 피어슨 기호 hP2
실험 기반
피어슨 기호 hP2
배위수 12
충전율 74.580%
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이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음93.8 pm
+37해당 없음100 pm
+38해당 없음105.3 pm
+39해당 없음110.7 pm

화합물

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

동위원소 (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.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
154 안정153.9208741 ± 0.00000172.1800% ± 0.0300%안정
stable
155 안정154.9226305 ± 0.000001714.8000% ± 0.1200%안정
stable
156 안정155.9221312 ± 0.000001720.4700% ± 0.0900%안정
stable
157 안정156.9239686 ± 0.000001715.6500% ± 0.0200%안정
stable
158 안정157.9241123 ± 0.000001724.8400% ± 0.0700%안정
stable
154 안정
원자 질량(u) 153.9208741 ± 0.0000017
천연 존재비 2.1800% ± 0.0300%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
155 안정
원자 질량(u) 154.9226305 ± 0.0000017
천연 존재비 14.8000% ± 0.1200%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
156 안정
원자 질량(u) 155.9221312 ± 0.0000017
천연 존재비 20.4700% ± 0.0900%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
157 안정
원자 질량(u) 156.9239686 ± 0.0000017
천연 존재비 15.6500% ± 0.0200%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
158 안정
원자 질량(u) 157.9241123 ± 0.0000017
천연 존재비 24.8400% ± 0.0700%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
169 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
135 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
132 pm

반데르발스 반지름

Alvarez
283 pm
UFF
336.8 pm
MM3
271 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
277 pm

번호 척도

Mendeleev
27
Pettifor
27
Glawe
26

전기 음성도 척도

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

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
158 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2340 Ha·Bohr6

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
19.9 cm3/mol
미데마 전자 밀도
2

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
97
상대적 공급 위험
10
매장량 분포
50
정치적 안정성(최대 생산국)
24
정치적 안정성(최대 매장국)
24

상전이 및 동소체

녹는점1586.15 K
끓는점3546.15 K

산화 상태 분류

+1 extended
0 extended
+2 extended
+3 main

심화 참고 데이터

차폐 상수 (13)
n오비탈σ
1s1.2565
2p4.2946
2s16.783
3d13.723
3p19.8508
3s20.2903
4d34.3664
4f38.9864
4p31.3532
4s30.556
결정 반지름 상세 정보 (4)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI107.8from r^3 vs V plots,
3VII114
3VIII119.3from r^3 vs V plots,
3IX124.7from r^3 vs V plots, calculated,
동위원소 붕괴 방식 (57)
동위원소모드세기
133B+—
133B+p—
134B+—
134B+p—
135B+100%
135B+p2%
136B+—
136B+p—
137B+100%
137B+p—
X선 산란 인자 (719)
에너지 (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

추가 데이터

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.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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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