Gadolinij

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
gadolinij
Osnovna svojstva

Kemijski element
Simbol
Atomski broj

gadolinij
Gd
64
Kemijska skupina lantanidi
Grupa, perioda, Blok ?, 6, f
Izgled srebrno bijeli
Gustoća1 7900 kg/m3
Tvrdoća ?
Specifični toplinski kapacitet (cp ili cV)2

{{{specificni_toplinski_kapacitet}}} J mol–1 K–1

Talište 1312 [1] °C
Vrelište3 3273 [1] °C
Toplina taljenja {{{toplina_taljenja}}} kJ mol-1
Toplina isparivanja {{{toplina_isparivanja}}} kJ mol-1

1 pri standardnom tlaku i temperaturi
2 pri konstantnom tlaku ili volumenu
3 pri standardnom tlaku

Atomska svojstva
Atomska masa 157,25(3)
Elektronska konfiguracija [Xe] 4f75d16s2 [1]

Kemijski element gadolinij nosi u periodnom sustavu elemenata simbol Gd, atomski (redni) broj mu je 64, a atomska masa mu iznosi 157,25(3).

Gadolinij je 1880. godine otkrio Jean de Marignac (Francuska). Ime je dobio u čast finskog kemičara i mineraloga Johana Gadolina.

Gadolinij je metal srebrnog bijelog izgleda i metalnog sjaja, koji pripada u skupinu rijetkih zemnih elemenata, koji se kristalizira u šesterostrane, alfa oblike na sobnoj temperaturi, dok zagrijan na 1234 °C ili više prelazi u beta oblik koji ima kubičnu strukturu. Za razliku od ostalih rijetkih zemnih elemenata, gadolinij je realativno stabilan u sobnim uvijetima dok u vlažnijim uvijetima brzo tamni te stvara slabo vezani oksidni sloj koji se odvaja i otkriva površinu daljnjoj oksidaciji. Sporo reagira s vodom, a topljiv je u razrijeđenjim kiselinama. Metal se zapali na zraku ako se zagrije.

Gadolinij-157 najbolje apsorbira neutrone od svih elemenata, osim Ksenona-135, ali također vrlo brzo biva zasićen što mu umanjuje korisnost u ulozi materijala za kontrolu reakcije raspada u nuklearnim reaktorima.

Ukoliko se ohladi ispod kritične temperature od 809 °C postaje supravodljiv. Na sobnoj temperaturi je paramagnetskih svojstava, a postaje feromagnetičan na nižim temperaturama. Također je magnetokaloričan, odnosno njegova temperatura poraste kada ulazi u magnetskog polje i opada kada izađe iz polja, ali njegova legura Gd5(Si2Ge2) pokazuje znatno jači magnetokalorijski učinak.

Primjena[uredi VE | uredi]

Upotrebljava se u elektronici za proizvodnju mikrovalnih uređaja (kao gadolinij i itrij), katodnih cijevi (fosforni sloj ekrana) te u proizvodnji CD-ova i čipova.

Neobična metalurška svojstva gadolinija pri barem 1% ovog elementa u slitini utječu na obradivost željeza, kroma i svojstva njihovih legura na visokim temperaturama, odnosno na podložnost okisdaciji.

Zbog jakog apsorbiranja neutrona koristi se u određenim nukleranim reaktorima u nuklearnim podmornicama jer u početku usporava reakciju dok kasnije gadolinij izgara, nakupljaju se drugi proizvodi nuklearnog raspada koji usporavaju reakciju pa time omogućavaju dulji rad jezgre. Također se koristi u reaktorima CANDU tipa kao sredstvo za sekundarno zaustavljanje reaktora u slučaju nužde.

Paramagnetska svojstva gadolinija se koriste u medicini gdje kelati s ovim elementom ubrzavajući relaksaciju protona mjenjaju prikaz u dijelovima tijela. Zvog veličine kelat ne može proći održanu barijeru između krvotoka i mozga i slučne prepreke pa je MR signal pojačan u dijelovima tijela koji su bolje prokrvljeni ili gdje su takve membrane oštećene.

Također se koristi za detektore zračenja (RTG, X-zrake) zbog svoje sposbnosti otpuštanja fotona valne duljine od 540 nm (zeleno svjetlo je od 520 do 570 nm) čime je s drugim rijetkim zemnim elementima bio korišten kako u radiološkim folijama tako i u polimerima na matricama današnjih scintilacijskih i drugih detektora ((Gd2SiO5, GSO; obično dopiran s 0.1-1% Ce) za PET, detektori neutrona, ...). Pretvaranje energije kroz fotoelektrični efekt ima učinak do 20% što je posljedica dobre apsorpcije energije zračenja (RTG, X zrake) pri energiji od 50keV. Također zbog ostalih spomenutih svojstava ima mogućnosti uporabe u osjetnicim topline, u spojevima za optičke premaze ((Gd3Ga5O12) za magneto-optičke diskove)

Logotip Wječnika
Potraži Gadolinij u
Wječniku, slobodnom rječniku.


Izvori[uredi VE | uredi]

  1. 1,0 1,1 1,2 Sebastian Blumentritt Periodensystem der Elemente, 6. izd., Blume-Verlag, Münster (Savezna Republika Njemačka), 2012., ISBN 978-3-942-53009-5, str. 1


P chemistry.svg Nedovršeni članak Gadolinij koji govori o kemijskom elementu treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.