Gadolínio

O gadolínio é um elemento químico do grupo dos lantóides ou terras raras.

Visão geral: dados gerais sobre gadolínio

Descrição:GadolínioSímbolo:D’usNúmero atômico:64Massa atômica:157,25 (3) uPosição da tabela periódica:Lantanóides, 6º período, elementos fAssociação ao grupo:Terra raraDescoberta:1880 – Jean Charles Galissard de Marignac. Primeira isolação: 1886 – Lecoq de Boisbaudran.Significado do nome:Nomeado após Johan Gadolin (químico finlandês).Ocorrência terrestre:Elemento raro com proporção de 5,9 ppm no envelope terrestre.Nome inglês:GadolínioNúmero CAS:7440-54-2Chave InChI:UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N

O átomo de gadolínio

A característica de identificação do átomo de Gd – e, portanto, do elemento gadolínio – é o número de prótons no núcleo atômico (número atômico ou número de prótons) e – no estado descarregado – o mesmo número de elétrons na camada atômica; isto é 64 em cada caso e determina o número atômico, número atômico ou número atômico do gadolínio.

Os blocos de construção nuclear dos nêutrons garantem diferenças nos núcleos atômicos de Gd com o mesmo número atômico. Esses tipos de átomos estão sob o termo Isótopos de gadolínio ou nuclídeos (dados de isótopos: veja lá).

Os depósitos de gadolínio terrestre consistem em uma mistura de isótopos; a massa atômica relativa é, portanto, dada como 157,25 (3) u.

Configuração de elétron

símbolo

OZ

forma curta

1s

2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

5s

5p

5d

5f

6s

6p

6d

6f

D’us

64

[Xe] 4f7º 5d1 6s2

2

2

6º

2

6º

10

2

6º

10

2

6º

1

2

Energias de ionização

A tabela a seguir lista as energias de ligação ou as energias de ionização IE de gadolínio, ou seja, a energia necessária em elétron-volts (eV) para separar um elétron específico de um átomo de Gd.

1. IE:

6,14980 eV

2. IE:

12,09 eV

3. IE:

20,63 eV

4. IE:

44,0 eV

5. IE:

eV

6. IE:

eV

Energia de ligação de elétrons

A tabela a seguir lista as energias de ligação de elétrons dos elétrons de gadolínio individuais nos respectivos orbitais. Os valores são dados em elétron-volts (eV).

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p1/2	2p3/2
50239	8376	7930	7243

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p1/2	3p3/2	3d3/2	3d5/2
1881	1688	1544	1221,9	1189,6

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p1/2	4p3/2	4d3/2	4d5/2	4f5/2	4f7/2
378,6	286	271	–	142,6	8,6	8,6

OI	OII	OIII	OIV	OV
5s	5p1/2	5p3/2	5d3/2	5d5/2
36	28	21º

Dados adicionais

Linhas espectrais do gadolínio

A figura a seguir mostra um espectro de emissão de gadolínio com as linhas espectrais características na faixa de comprimento de onda visível entre 400 e 700 nm:

Química do Gadolínio

Gadolínio está na grande maioria de seus compostos no estado de oxidação + III e prontamente compartilha seus elétrons de valência com a maioria dos outros elementos para formar compostos de gadolínio (III). Estruturas binárias são criadas em temperaturas elevadas com nitrogênio, carbono, enxofre, fósforo, boro, selênio, silício e arsênio.

Os compostos de gadolínio reduzidos são particularmente conhecidos no estado sólido. Por exemplo, halogenetos de gadolínio (II) podem ser preparados em recipientes de tântalo por aquecimento de halogenetos de Gd (III) na presença de Gd metálico.

O gadolínio também forma sesquicloreto de fórmula Gd₂Cl₃, que pode ser posteriormente reduzido a cloreto de gadolínio (I) (GdCl) por têmpera a 800 ° C; isso forma plaquetas com uma estrutura semelhante a grafite em camadas.

Em contraste com os outros elementos de terras raras, o gadolínio metálico é relativamente estável no ar seco. No ar úmido, no entanto, rapidamente escurece e forma uma camada fracamente aderente de óxido de gadolínio (III) (Gd₂O₃), que – semelhante à ferrugem – descama e expõe ainda mais o gadolínio à oxidação.

O gadolínio é um poderoso agente redutor, que reduz os óxidos de vários elementos e assim libera os metais. Além disso, é eletropositivo e reage lentamente com água fria e muito mais rápido com água quente para formar hidróxido de gadolínio (Gd (OH)₃) e hidrogênio elementar.

Dados químicos

Propriedades materiais e físicas do gadolínio

A visão geral a seguir lista alguns dados físicos e propriedades do material do gadolínio puro.

Ponto de fusão:1313 ° CEntalpia de fusão (molar):10,05 kJ mol^-1ponto de ebulição:3273 ° CEntalpia de evaporação:311,7 kJ mol^-1Capacidade de calor:37,03 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,236 J g^-1 K^-1 (específico)Temperatura de Debye:182 KCondutividade térmica:10,6 W w^-1 K^-1Expansão térmica:9,4 μm m^-1 K^-1 a 100 ° C Condutividade elétrica:0,763 x 10^6º A V^-1 m^-1Resistência elétrica:1310 μΩ × m a 20 ° Cdensidade:7,886 g cm^-3 a 25 ° C
7,4 g cm^-3 (líquido, no ponto de fusão)Módulos de elasticidade:54,8 GPa, α-Gd (Módulo de Young)Módulo de compressão (isotérmico):38,3 GPa 300KCompressibilidade (isotérmica):0,0261 GPa^-1 300 KNúmero de Poisson:0,259 (coeficiente de Poisson, adimensional)Estrutura de cristal:empacotamento hexagonal de esferas – hcpConstantes de rede:a = 363 pm, c = 578 pmDureza:de acordo com Vickers: 0,57 GPamagnetismo:ferromagnético / paramagnéticoSuscetibilidade magnética:755.000,00 × 10^-5 cm³ mol^-1 a 27,45 ° CTemperatura Curie:19,3 ° CVelocidade do som:2680 m s^-1 a 20 ° CEntalpia de formação padrão:0,0 kJ mol^-1 (Sólido, cristal)
397,5 kJ mol^-1 (gasoso)Entalpia livre de Gibbs:359,8 kJ mol^-1 (gasoso)Entropia molar padrão:68,1 J mol^-1 K^-1 (Sólido, cristal)
194,3 J mol^-1 K^-1 (gasoso)

Perigos e segurança

(Informações gerais sem garantia de exatidão e integridade)

Pó de gadolínio:

H228 – Sólido inflamável.

H260 – Em contato com a água libera gases inflamáveis ​​que podem se inflamar espontaneamente.

Ofertas de informação externa

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Itens do grupo – informação

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Conexões individuais

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Análise e determinação

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Geoquímica e biogeoquímica

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Química ambiental

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Toxicologia, medicina, fisiologia

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Dissertações

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Arquivo de Notícias

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Categoria: elementos químicos

Atualizado em 02/02/2020.

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