Գադոլինիում

64	Եվրոպիում ← Գադոլինիում → Տերբիում
	Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 64Gd
	; Փափուկ մածուցիկ արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Գադոլինիում /Gadolinium (Gd), Gd, 64
Ատոմային զանգված ; (մոլային զանգված)	157, 25(3) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Xe] 4f7 5d1 6s2
Ատոմի շառավիղ	179 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	161 պմ
Իոնի շառավիղ	(+3e) 93, 8 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	1, 20 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	Gd←Gd3+ -2, 28В
Օքսիդացման աստիճաններ	3
Իոնացման էներգիա ; (առաջին էլեկտրոն)	594, 2(6, 16) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	1586 Կ
Եռման ջերմաստիճան	3539 Կ
Մոլյար ջերմունակություն	37, 1 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	19, 9 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=3, 636 c=5, 783
C/a հարաբերություն	1, 590
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) (10, 5) Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

Գադոլինիում (լատին․՝ Gadolinium)՝ քիմիական տարր է, որի նշանն է Gd, տարրերի պարբերական համակարգի 3-րդ խմբի քիմիական f-տարր, լանթանիդ է, կարգահամարը՝ 64, ատոմական զանգվածը՝ 157, 25։ Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքն է 4f⁷5s²5p⁶5d¹6s², К-, L-, M-, N- թաղանթները լրացված են

64	Գադոլինիում
Gd 157,25
4f⁷5d¹6s²

Պատմություն

Առաջին անգամ գադոլինիտ միներալից անջատել է Ժ․ Շ․ Մարինյակը, 1880 թվականին։ Անվանվել է ի պատիվ ֆինն քիմիկոս Յ․ Գադոլինի։

Բնության մեջ

Գադոլինիում համաձուլվածքը

Բնության մեջ հանդիպում է այլ լանթանիդների հետ, գադոլինիտ, քսենոտիմ և այլ միներալներում։ Երկրակեղևը պարունակում է 0, 001 % (ըստ զանգվածի) գադոլինիում։ Պարունակթյունը օվիկիանոսի ջրում՝ 2, 4×10⁻⁶մգ/լ։

Հանքավայրեր

Գադոլինիումը մտնում է լանթանիդների կազմի մեջ, որոնք հիմնականում հանդիպում են ԱՄՆ-ում, Ղազախստանում, Ռուսաստանում, Ուկրաինայում, Ավստրալիայում, Բրազիլիայում, Հնդկաստանում, Սկանդինավիաում։

Ստացում

Մետաղական գադոլինիումը ստանում են GdCl₂•6H₂O-ի, նատրիումի ու լիթիումի քլորիդների հալված խառնուրդի էլեկտրոլիզից՝ օգտագործելով կադմիումե կաթոդ։

\mathrm {2\ GdF_{3}+3\ Ca\longrightarrow 2\ Gd+3\ CaF_{2}}

Կադմիումից անջատում են թորելով վակուում պայմաններում (1300 °C)։

Գներ

Մետաղական մաքուր՝ 99, 9 %, գադոլինիումի 1 կգ գինը 2014 թվականին կազմել է 132, 5 ԱՄՆ դոլլար^[3]։

Ֆիզիկական հատկություններ

Գադոլինիում

Սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է, խտությունը՝ 7886 կգ/մ³, հալման ջերմաստիճանը՝ 1312-1315 °C, եռմանը՝ 2830 °C։ Ֆեռոմագնիսական է։ Գադոլինիումը միացություններում եռարժեք է։

Քիմիական հատկություններ

Քիմիապես ակտիվ տարր է։ Օդում դանդաղ օքսիդանում է՝ առաջացնելով Gd₂O₃։

\mathrm {2\ 4Gd+3O_{2}\longrightarrow 2Gd_{2}O_{3}}

Գադոլինիումի հիդրօքսիդը թույլ հիմք է։ Տաքացնելիս գադոլինիումը միանում է ջրածնի հետ։

Աղերն անգույն են, քլորիդը, սուլֆատը, նիտրատը ջրում լուծելի են, ֆտորիդը, կարբոնատը և ֆոսֆատը՝ անլուծելի։

\mathrm {2Gd+3X_{2}\longrightarrow 2GdX_{3}}

Գադոլինիումը միացություններ է առաջացնում նաև ոչ մետաղների և մետաղների հետ։

Իզոտոպներ

Բնության մեջ գտնվում են գադոլինիումի 152, 154, 155, 156, 157, 158 և 160 զանգվածի թվերով կայուն իզոտոպներ։ Արհեստականորեն ստացվել են 145-161 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից երեքը (148, 149 և 150 զանգվածի թվերով) α-ճառագայթիչներ են։

Իզոտոպ	Կյանքի տևողություն	Քայքայման էներգիան ՄէՎ	Սպին	Քայքայում (en)	հաճախականություն %
¹³⁷Gd	7 s	8, 8		K/β⁺ = 100
¹³⁹Gd	4, 9 s	7, 7 (K/β⁺), 6, 3 (β⁺p)	9/2−	K/β⁺ = ?, β⁺p = ?
¹⁴⁰Gd	15, 8 s	5, 5	0+	K/β⁺ = 100
¹⁴¹Gd	14 s	7, 2 (K/β⁺), 4, 9 (Kp)	(1/2+)	K/β⁺ = 100, Kp = 0, 03
^141m1Gd	24, 5 s	7, 578 (K/β⁺), 0, 378 (IT)	(11/2−)	K/β⁺ = 89, IT = 11
¹⁴²Gd	70, 2 s	4, 5	0+	K/β⁺ = 100
¹⁴³Gd	39 s	6, 01	(1/2) +	K/β⁺ = 100, Kp < 0, 001
^143m1Gd	112 s	6, 163	(11/2−)	K/β⁺ = 100
¹⁴⁴Gd	4, 5 min	3, 74	0+	K/β⁺ = 100
¹⁴⁵Gd	23, 0 min	5, 05	1/2+	K/β⁺ = 100
^145m1Gd	85 s	0, 749 (IT), 5, 799 (K/β⁺)	11/2−	IT = 94, 3, K/β⁺ = 5, 7
¹⁴⁶Gd	48, 27 d	1, 030	0+	K = 100
¹⁴⁷Gd	38, 06 h	2, 187	7/2−	K/β⁺ = 100
¹⁴⁸Gd	74, 6 a	3, 271	0+	α = 100
¹⁴⁹Gd	9, 28 d	1, 314 (K/β⁺), 3, 100 (α)	7/2−	K/β⁺ = 100, α = 4, 3 × 10⁻⁴
¹⁵⁰Gd	1, 79 × 10⁶ a	2, 809	0+	α = 100
¹⁵¹Gd	124 d	0, 464 (K), 2, 653 (α)	7/2−	K = 100, α ≈ 8 × 10⁻⁷
¹⁵²Gd	1, 08 × 10¹⁴ a	2, 205	0+	α = 100	0, 20
¹⁵³Gd	240, 4 d	0, 485	3/2−	K = 100
¹⁵⁴Gd	stabil		0+		2, 18
¹⁵⁵Gd	stabil		3/2−		14, 80
^155m1Gd	31, 97 ms	0, 121	11/2−	IT = 100
¹⁵⁶Gd	stabil		0+		20, 47
¹⁵⁷Gd	stabil		3/2−		15, 65
¹⁵⁸Gd	stabil		0+		24, 84
¹⁵⁹Gd	18, 479 h	0, 971	3/2−	β⁻ = 100
¹⁶⁰Gd	≥ 1, 3 × 10²¹ a		0+	ββ = ?	21, 86
¹⁶¹Gd	3, 66 min	1, 956	5/2−	β⁻ = 100
¹⁶²Gd	8, 4 min	1, 39	0+	β⁻ = 100
¹⁶³Gd	68 s	3, 1	(5/2−)	β⁻ = 100
¹⁶⁴Gd	45 s	2, 3	0+	β⁻ = 100

Կիրառություն

Գադոլինիումը ջերմային նեյտրոնների զավթման հատվածքով (70000 բառն) գերազանցում է հայտնի բոլոր տարրերին և կիրառվում միջուկային ռեակտորներում։

Գադոլինիումի որոշ աղեր, օրինակ՝ Gd₂(SO₄)₃•8H₂O, կիրառվում են գերցածր ջերմաստիճաններ (բացարձակ զրոյին մոտ) ստանալու համար։

Տես նաև

Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 450. — 623 с. — 100 000 экз.
↑ «Gadolinium prices» (անգլերեն). Metal-Pages. 16 ноября 2014. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ նոյեմբերի 16-ին. Վերցված է 2014 թ․ նոյեմբերի 13-ին.

Արտաքին հղումներ

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 2, էջ 639)։

[iupac_atomic_weights-1] Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02

[ХЭ-2] Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 450. — 623 с. — 100 000 экз.

[3] «Gadolinium prices» (անգլերեն). Metal-Pages. 16 ноября 2014. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ նոյեմբերի 16-ին. Վերցված է 2014 թ․ նոյեմբերի 13-ին.

[1]

[2]

[3]