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词条 gadolinium
释义

§ 概述

金属钆gadolinium n.钆

简介

gadolinium,元素钆的英文名称,钆为银白色金属,有延展性,熔点1313°C,沸点3266°C,密度7.9004克/厘米³。钆在室温下有磁性。钆在干燥空气中比较稳定,在湿空气中失去光泽;能与水缓慢反应;溶于酸形成相应的盐。氧化物为白色粉状。盐类无色。有良好的超导电性能、高磁矩及室温居里点等特殊性能。钆有以下同位素:152Gd、154Gd~158Gd、160Gd。钆有最高的热中子俘获面,可用作反应堆控制材料和防护材料;用钆盐经磁化制冷可获得接近绝对零度的超低温。钆源自硅铍钆矿石。可由氟化钆GdF3•2H2O用钙还原而制得。

发现

1880年,瑞士的马里格纳克(G.de Marignac)将“钐”分离成两个元素,其中一个由索里特证实是钐元素,另一个元素得到波依斯包德莱的研究确认,1886年,马里格纳克为了纪念钇元素的发现者,研究稀土的先驱荷兰化学家加多林(Gado Linium),将这个新元素命名为钆。钆在现代技革新中将起重要作用。

§ 性质

钆中文名称:钆

英文名称:gadolinium

元素在太阳中的含量:(ppm):0.002

元素在海水中的含量:(ppm):太平洋表面 0.0000006

地壳中含量:(ppm):7.7

元素原子量:157.3

氧化态:

Main Gd+2, Gd+3

Other

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

晶胞参数:

a = 363.6 pm

b = 363.6 pm

c = 578.26 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

维氏硬度:570MPa

声音在其中的传播速率:(m/S) 2680

相对原子质量:157.25

常见化合价: +3

电负性: 1.2

外围电子排布:4f7 5d1 6s2

核外电子排布: 2,8,18,25,9,2

同位素及放射线:  Gd-148[75y] Gd-150[1800000y] Gd-152(放 α[1.1E11y]) Gd-154 Gd-155 Gd-156 Gd-157 *Gd-158 Gd-159[18.6h] Gd-160 Gd-162[8.4m]

元素周期表的位置:64

电子层分布情况: 2-8-16-25-9-2

电子亲合和能: 0 KJ•mol-1

第一电离能: 594 KJ•mol-1

第二电离能: 1170 KJ•mol-1

第三电离能: 0 KJ•mol-1

单质密度: 7.895 g/cm3

单质熔点: 1311.0 ℃

单质沸点: 3233.0 ℃

原子半径: 2.54 埃

离子半径: 1.05(+3) 埃

共价半径: 1.61 埃

体积弹性模量:Gpa:37.9

原子化焓:kJ /mol @25℃:352

热容:J /(mol• K):37.03

导电性:10^6/(cm •Ω ):0.00736

导热系数:W/(m•K):10.6

熔化热:(千焦/摩尔):10.050

汽化热:(千焦/摩尔) :359.40

元素在宇宙中的含量:(ppm):0.002

原子体积:(立方厘米/摩尔) :19.9

§ 发现

钆铁合金发现人:马里纳克(C.G.Marignac)

发现年代:1880年

发现过程:1880年,马里纳克(C.G.Marignac)发现。

自莫桑德尔先后发现镧、铒和铽以后,各国化学家特别注意从已发现的稀土元素去分离新的元素。在发现钐后的第2年,1880年瑞士科学家马里纳克发现了两个新元素并分别命名为gamma alpha和gamma beta。后来证实gamma beta和钐是同一元素。1886年布瓦博德朗制得纯净的gamma alpha,并确定它是一种新元素。命名为gadolinium,元素符号Gd。这是为了纪念芬兰矿物学家加多林(J.Gadonlin)。

钆、钐、镨、钕都是从当时被认为是一种稀土元素的didymium中分离出来的。由于它们的发现,didymium不再被保留。而正是它们的发现打开了发现稀土元素的第三道大门,是发现稀土元素的第三阶段。但这仅是完成了第三阶段的一半工作。确切的将应该是打开了铈的大门或完成了铈的分离,另一半就将是打开钇的大门或是完成钇的分离。

§ 资源

目前世界上已知的稀土矿物及含有稀土元素的矿物有250多种,稀土元素含量较高的矿物有60多种,有工业价值的不到10种。中国稀土资源极其丰富,其特点可概括为:储量大、品种全、有价值的元素含量高、分布广。中国稀土的工业储量(按氧化物计)是国外稀土工业储量的2.2倍。国外稀土资源集中在美国、印度、巴西、澳大利亚和苏联等国,工业储量(按氧化物计)为701.11万吨。

§ 用途

氧化钆1,其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。

2,其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网。

3,钇铁石榴石铁氧体是用高纯Y2O3和氧化铁制成单晶或多晶的铁磁材料。它们用于微波器件。高纯Gd2O3用于制备钇镓石榴石,它的单晶用作磁泡的基片。在钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。

4,在无Camot循环限制时,可用作固态磁致冷介质。

5,用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂,以保证核反应的安全。

6,利用铕和钆的同位素的中子吸收截面大的特性,作轻水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收剂。

7、用作钐钴磁体的添加剂,以保证性能不随度而变化。另外,氧化钆与镧一起使用,有助于玻璃化区域的变化和提高玻璃的热稳定性。氧化钆还可用于制造电容器、x射线增感屏。在世界上目前正在努力开发钆及其合金在磁致冷方面的应用,现已取得突破性进展,室下采用超导磁体、金属钆或其合金为致冷介质的磁冰箱已经问世。

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更新时间:2024/9/21 18:52:17