Gadolinium – Web o chemii, elektronice a programování

Obsah

Gadolinium, Gd, je měkký, stříbrný lanthanoid. Chemicky je méně reaktivní než lehčí lanthanoidy.

Atomové číslo	64	Počet stabilních izotopů	6
Atomová hmotnost	157,25	Elektronová konfigurace	[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
Teplota tání [°C]	1312	Teplota varu [°C]	3273
Elektronegativita	1,2	Hustota [g.cm^-3]	7,90

Vlastnosti gadolinia

Výskyt

Poprvé bylo objeveno v roce 1880, jako neznámá čára v emisním spektru minerálu gadolinitu ((Ce,La,Nd,Y)₂Fe²⁺Be₂Si₂O₁₀). Jeho objevitelem byl švédský chemik Jean Charles Galissard de Marignac, pojmenováno bylo po finském chemikovi a mineralogovi J. Gadolinovi.

Čisté gadolinium bylo připraveno o šest let později. Jeho obsah v zemské kůře je cca 5-6 mg/kg. V přírodě se vyskytuje v minerálech, hlavně monazitu a bastnäsitu.

Izotopy

Přírodní gadolinium se skládá z šesti stabilních izotopů – ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd, ¹⁶⁰Gd a jednoho radioizotopu ¹⁵²Gd.[3]

Izotop	Zastoupení [%]	Poločas rozpadu
¹⁵²Gd	0,20	1.08×10¹⁴ let
¹⁵⁴Gd	2,18	stabilní
¹⁵⁵Gd	14,80	stabilní
¹⁵⁶Gd	20,47	stabilní
¹⁵⁷Gd	15,65	stabilní
¹⁵⁸Gd	24,84	stabilní
¹⁶⁰Gd	21,86	stabilní

Přírodní izotopy gadolinia

Radioizotop ¹⁵²Gd se rozpadá za vzniku samaria:

¹⁵²Gd → ¹⁴⁸Sm + α

¹⁵³Gd

Izotop ¹⁵³Gd se připravuje ozařováním europia v reaktoru. Vzniká sledem reakcí:

$$^{151}_{\ \ 63}\textrm{Eu}\ +\ ^1_0\textrm{n}\ \rightarrow\ ^{152m}_{\ \ \ \ 63}\textrm{Eu}\ +\ \gamma \\
^{152m}_{\ \ \ \ 63}\textrm{Eu}\ \rightarrow\ ^{152}_{\ \ 64}\textrm{Gd}\ +\ ^{\ \ 0}_{-1}\beta \\
^{152}_{\ \ 64}\textrm{Gd}\ +\ ^1_0\textrm{n}\ \rightarrow\ ^{153}_{\ \ 64}\textrm{Gd}\ +\ \gamma$$

Přeměňuje se elektronovým záchytem na ¹⁵³Eu, poločas přeměny je 240,4 dne.

Využívá se jako současný zdroj RTG a γ záření v kostní densitometrii, tj. metodě stanovení obsahu vápníku v kostech. Lze jej využít také pro stanovení obsahu cínu a stříbra v rudách.

Chemické a fyzikální vlastnosti

Je poměrně stabilní na suchém vzduchu, v přítomnosti vody se oxiduje za vzniku oxidu gadolinitého (Gd₂O₃). Má poměrně silné redukční účinky, i ze studené vody dokáže vytěsnit vodík.

2 Gd + 6 H₂O → Gd₂O₃ + 6 H₂

S halogeny reaguje při teplotách nad 200 °C za vzniku halogenidů gadolinitých (GdX₃).

Gadolinium má vysoký účinný průřez, čehož se využívá při konstrukci palivových tyčí pro jaderné reaktory.

NMR

Gadolinium má dva NMR aktivní izotopy, oba mají spin 3/2.

	¹⁵⁵Gd	¹⁵⁷Gd
Spin	3/2	3/2
Zastoupení v přírodě [%]	14,80	15,65
Rezonanční frekvence v poli 1 T	1,312	1,720
Jaderný magnetický moment	-0,2582	-0,3385
Citlivost vůči ¹H	0,00015	0,00033

Literatura

Navigace

2 Replies to “Gadolinium”