Гадолиний

Гадоли́ний

(лат. Gadolinium), химический элемент III группы периодической системы, относится к лантаноидам. Назван по имени финского химика Ю. Гадолина. Металл, плотность 7,895 г/см³, t_пл1312ºC. Ферромагнетик (ниже 19ºC). Компонент магнитных сплавов, синтетических гранатов; перспективный материал для регулирующих стержней ядерных реакторов.

* * *

ГАДОЛИНИЙ

ГАДОЛИ́НИЙ (лат. gadolinium, по имени финского химика Ю. Гадолина), Gd (читается «гадолиний»), химический элемент с атомным номером 64, атомная масса 157,25. Состоит из семи изотопов ¹⁵²Gd (0,200%), ¹⁵⁴Gd (2,15%), ¹⁵⁵Gd (14,73%), ¹⁵⁶Gd (20,47%), ¹⁵⁷Gd (15,68%), ¹⁵⁸Gd (24,87%) и ¹⁶⁰Gd (21,90%). Конфигурация трех внешних электронных слоев 4s²p⁶d¹⁰f⁷5s²p⁶ d¹ 6s ². Степень окисления в соединениях +3 (валентность III), реже +1 (валентность I) и +2 (валентность II).
Относится к редкоземельным элементам (входит в иттриевую подгруппу лантаноидов). Расположен в III B группе, в 6 периоде периодической системы.
Радиус нейтрального атома 0,179 нм, радиус иона Gd²⁺ — 0,092—0,109 нм, иона Gd ³⁺— 0,115 — 0,128 нм. Энергии ионизации 6,14, 12,1, 20,6, 44 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,1.
История открытия
Гадолиний открыт в 1880 Ж. де Мариньяком (см. МАРИНЬЯК Жан Шарль Галиссар де), который спектроскопически доказал присутствие в смеси оксидов редкоземельных элементов нового элемента.
Нахождение в природе
Содержание в земной коре 5,410^-4 %, в морской воде 610^-7 мг/л. Входит в состав минералов гадолинит, ксенотим, монацит (см. МОНАЦИТ), апатит (см. АПАТИТ), бастнезит (см. БАСТНЕЗИТ) и других.
Получение
Металлический гадолиний получают восстановлением фторида или хлорида гадолиния (GdF₃, GdCl₃) кальцием. Соединения гадолиния получают разделением оксидов редкоземельных металлов на фракции методами ионного обмена, экстракции и дробной кристаллизации.
Физические и химические свойства
Гадолиний — светло-серый металл. Ниже 1260 °C устойчив a-Gd с гексагональной решеткой, а = 0,36360 нм, с = 0,57826 нм, выше 1260 °C — b-Gd с кубической решеткой. Плотность 7,895 кг/дм³. Температура плавления 1312 °C, температура кипения 3280 °C. Ферромагнетик, точка Кюри 292 К.
Гадолиний медленно окисляется на воздухе, быстро — выше 100 °C. При нагревании металлический гадолиний реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами, кроме HF, не взаимодействует с растворами щелочей.
Оксид Gd₂О₃ (белые кристаллы) обладает основными свойствами, ему отвечает основание Gd(ОН)₃.
Применение
Гадолиний — компонент магнитных сплавов с железом, никелем, кобальтом, материал для регулирующих стержней ядерных реакторов. Соединения гадолиния используют при выращивании гадолиний-галлиевого граната, как компоненты при изготовлении люминофоров.