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Gd 64

Gadolinium (Gd)

lanthanide
Período: 6 Bloco: f

Solid

Peso atômico padrão

157,25 u

Configuração eletrônica

[Xe] 6s2 4f7 5d1

Ponto de fusão

1312,85 °C

Ponto de ebulição

3272,85 °C

Densidade

7900 kg/m³

Estados de oxidação

0, +1, +2, +3

Eletronegatividade (Pauling)

1,2

Energia de ionização (1ª)

6,1498 eV

Ano da descoberta

1886

Raio atômico

180 pm

Detalhes

Origem do nome Named after the mineral gadolinite.
País da descoberta Switzerland
Descobridores 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.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,2 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Afinidade eletrônica
0,132 eV
Energia de ionização (1ª)
6,1498 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
12,076042 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
20,540071 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
44,440153 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
64,800223 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
0, +1, +2, +3 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
3 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Xe] 6s2 4f7 5d1

Termodinâmica

Calor de fusão
0,10364305 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
3,109292 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
4,124994 eV
Calor de atomização
4,124994 eV
Entalpia de atomização
4,119811 eV

Nuclear

Prótons
64 Comparar Prótons de todos os elementos →
Nêutrons
94 Comparar Nêutrons de todos os elementos →
Isótopos conhecidos
40 Comparar Isótopos conhecidos de todos os elementos →
Isótopos estáveis
5 Comparar Isótopos estáveis de todos os elementos →
Isótopo mais estável
Gd-158
Ano da descoberta
1886

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
6,2 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
7 × 10−7 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
364 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 18, 25, 9, 2 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-54-2 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
9D°2
InChI
InChI=1S/Gd
Chave InChI
UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 64
Elétrons 64
Carga Neutro
Configuração Gd: 4f⁷ 5d¹ 6s²
Configuração eletrônica
Medido
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁷ 5d¹ 6s²
Diagrama de orbitais
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 elétrons: 64 Desemparelhados: 8 ?

Modelo atômico

Prótons 64
Nêutrons 94
Elétrons 64
Número de massa 158
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

0 / 0 (0 0 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

15824,8400%15620,4700%15715,6500%15514,8000%1542,1800%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
154 Estável153,9208741 ± 0,00000172,1800%Estável
155 Estável154,9226305 ± 0,000001714,8000%Estável
156 Estável155,9221312 ± 0,000001720,4700%Estável
157 Estável156,9239686 ± 0,000001715,6500%Estável
158 Estável157,9241123 ± 0,000001724,8400%Estável
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 1287,8 °C abaixo do ponto de fusão (1312,85 °C)

Ponto de fusão 1312,85 °C
Ponto de ebulição 3272,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 1287,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
1312,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
3272,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,10364305 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
3,109292 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
4,124994 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
7900 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
7900 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 64. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
Gd I 03711619
Gd II +1465017
Gd III +215800
Gd IV +35000
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
64 Gd 157.25

Gadolinium — Visualizador de orbitais atômicos

[Xe]6s24f75d1
Níveis de energia 2 8 18 25 9 2
Estados de oxidação 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Gadolinium — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
64 Gd 157.25

Gadolinium — Visualizador de estruturas cristalinas

Hexagonal primitiva · Pearson hP2
Experimental
Pearson hP2
Nº de coord. 12
Empacotamento 74.580%
Gadolinium — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

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

Compostos

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 de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
154 Estável153,9208741 ± 0,00000172,1800% ± 0,0300%Estável
stable
155 Estável154,9226305 ± 0,000001714,8000% ± 0,1200%Estável
stable
156 Estável155,9221312 ± 0,000001720,4700% ± 0,0900%Estável
stable
157 Estável156,9239686 ± 0,000001715,6500% ± 0,0200%Estável
stable
158 Estável157,9241123 ± 0,000001724,8400% ± 0,0700%Estável
stable
154 Estável
Massa atômica (u) 153,9208741 ± 0,0000017
Abundância natural 2,1800% ± 0,0300%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
155 Estável
Massa atômica (u) 154,9226305 ± 0,0000017
Abundância natural 14,8000% ± 0,1200%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
156 Estável
Massa atômica (u) 155,9221312 ± 0,0000017
Abundância natural 20,4700% ± 0,0900%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
157 Estável
Massa atômica (u) 156,9239686 ± 0,0000017
Abundância natural 15,6500% ± 0,0200%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
158 Estável
Massa atômica (u) 157,9241123 ± 0,0000017
Abundância natural 24,8400% ± 0,0700%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
169 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
135 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
132 pm

Raios de van der Waals

Alvarez
283 pm
UFF
336,8 pm
MM3
271 pm

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
277 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
27
Pettifor
27
Glawe
26

Escalas de eletronegatividade

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

Polarizabilidade e dispersão

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

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
19,9 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
2

Risco de abastecimento e economia

Concentração da produção
97
Risco relativo de abastecimento
10
Distribuição das reservas
50
Estabilidade política (maior produtor)
24
Estabilidade política (detentor das maiores reservas)
24

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão1586,15 K
Ponto de ebulição3546,15 K

Categorias de estados de oxidação

+1 extended
0 extended
+2 extended
+3 main

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (13)
nOrbitalσ
1s1,2565
2p4,2946
2s16,783
3d13,723
3p19,8508
3s20,2903
4d34,3664
4f38,9864
4p31,3532
4s30,556
Detalhes dos raios cristalinos (4)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
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 decaimento dos isótopos (57)
IsótopoModoIntensidade
133B+—
133B+p—
134B+—
134B+p—
135B+100%
135B+p2%
136B+—
136B+p—
137B+100%
137B+p—
Fatores de espalhamento de raios 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

Dados adicionais

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.

Referências (1)

Referências

(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 a licença: 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 a licença: 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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