Taula

Generalitats

Propietats

Isòtops

Reactivitat

Obtenció, Usos i Toxicitat

 

Català

Español

English

Français

Símbol:

Gd

Nombre atòmic: 64

Gadolini

Gadolinio

Gadolinium

Gadolinium

Grup: 3

Període: 6

Família: Lantànids

Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f75d1

 

 

 

 

Generalitats

Descobridor/s: Jean C. de Marignac

Nacionalitat: Suïssa

Any: 1880

Origen del nom: deriva de la gadolinita, mineral que a la vegada rep el nom en honor a Jonh Gadolin, químic finlandès.

Una mica d’història: La gadolinia, òxid de gadolini, va ser aïllada a partir de les terres ítriques a Ginebra per Marignac el 1.880 i independentment pel francès Lecoq de Boisbaudran el 1.886.

Estat natural: No es troba mai com element lliure a la natura, es troba, juntament amb altres elements pertanyent a les terres rares, en molts minerals com samarsquita, gadolinita, ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), monacita, (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), bastnaesita, ((Ce, La, Y)CO3F) i en algunes varietats de espat.

Estructura cristal·lina:

 

Sistema Hexagonal

Abundància a l’ésser humà: -

 

Abundància a la Terra:Ocupa el 41è lloc en la classificació d'elements més abundants de l'escorça terrestre.

Abundància al Sistema Solar: 2 ppb (parts per bilió) en pes

 

 

 

 

 

 

 

Propietats

Físiques

Massa atòmica (u)

Densitat (kg/m3)

Duresa (escala de Mohs)

Volum atòmic (cm3/mol)

157,25

7900

-

19,9

Tèrmiques

Estat d’agregació

a 298 K

Punt de fusió (K)

Punt d’ebullició (K)

 

sòlid

1586

3539

 

Radis

Radi atòmic (Å)

Radi iònic (Å)

Radi covalent (Å)

 

1,79

0,94 (Gd3+)

1,61

 

Ionització

Afinitat electrònica (KJ/mol)

1a energia ionització (KJ/mol)

2a energia ionització (KJ/mol)

3a energia ionització (KJ/mol)

Estats d’oxidació

50

592,6

1167

1991

+1, +2, +3

Elèctriques

Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)-1

Electròniques

Electronegativitat (Pauling)

Polaritzabilitat (Å3)

 

7,9

1,2

23,5

 

Termodinàmiques

Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)

Calor de fusió (KJ/mol)

Calor de vaporització (KJ/mol)

Calor específica

(J/kg K)

Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)

398,0

15,5

301,0

296,78

10,50

Altres

Potencial normal de reducció (v)

Caràcter metàl·lic

Precaucions:  La pols del metall presenta perill de foc i explosió.

Els compostos de gadolini són irritants per la pell i els ulls i potser cancerígens.

La inhalació prolongada pot causar embòlia pulmonar i pot danyar al fetge si s’acumula en el cos humà.  

- 2,29  

Gd3+ | Gd

(solució àcida)

 metall

Característiques:

 

És un metall de color blanc platejat, amb lluentor metàl·lica, dúctil i mal·leable, que condueix bé la calor i l'electricitat i es comporta en certes condicions com superconductor. El gadolini metàl·lic és paramagnètic i es torna fortament ferromagnètic a temperatures inferiors a l’ambient.

A temperatura ambient el gadolini es presenta en la forma alfa, l'estructura cristal·lina de la qual, és hexagonal compacta. A partir de 1235ºC es produeix la transició a la forma beta, d'estructura cúbica centrada en el cos.

Es coneixen 17 isòtops de l'element, sent el gadolini natural una barreja de set isòtops dos dels quals, 155Gd i 157Gd, són bons capturadors de neutrons encara que no s'utilitzen molt per trobar-se en una proporció petita. 

 

 

 

 

 

 

 

Isòtops

Isòtop

Protons

Neutrons

Símbol

Vida mitjana

Abundància(%)

Altres

Gadolini-146

64

82

146Gd

48,3 dies

0,00

Radioactiu

Gadolini-147

64

83

147Gd

1,588 dies

0,00

Radioactiu

Gadolini-148

64

84

148Gd

75 anys

0,00

Radioactiu

Gadolini- 149

64

85

149Gd

148,9 dies

0,00

Radioactiu

Gadolini-150

64

86

150Gd

1,8 milions d’anys

0,00

Radioactiu

Gadolini-151

64

87

151Gd

150,9 dies

0,00

Radioactiu

Gadolini-152

64

88

152Gd

1100 bilions d’anys

0,20

 

Gadolini-153

64

89

153Gd

241,6 anys

0,00

Radioactiu

Gadolini-154

64

90

154Gd

Estable

2,15

 

Gadolini-155

64

91

155Gd

Estable

14,73

 

Gadolini-156

64

92

156Gd

Estable

20,47

 

Gadolini-157

64

93

157Gd

Estable

15,68

 

Gadolini-158

64

94

158Gd

Estable

24,87

 

Gadolini-159

64

95

159Gd

18,6 hores

0,00

Radioactiu

Gadolini-160

64

96

160Gd

Estable

21,9

 

Gadolini-162

64

98

162Gd

8,4 minuts

0,00

Radioactiu

 

 

 

 

 

 

 

Reactivitat

Descripció

El metall és relativament estable amb sec, però en l'aire humit s'entela per la formació d'una pel·lícula d'òxid.

És bastant inactiu, reaccionant lentament amb l'aigua, l'oxigen i amb els àcids diluïts.

El seu òxid és blanc, però les seves sals són incolores.

Reacciona a poc a poc amb aigua freda i més ràpidament amb aigua calenta per a donar l’hidròxid.

Reacciona amb els halògens per a formar halurs de gadolini (III):

   2 Gd (s) + 3 F2 (g) à 2 GdF3 (s) de color blanc

   2 Gd (s) + 3 Cl2 (g) à 2 GdCl3 (s) de color blanc

   2 Gd (s) + 3 Br2 (g) à 2 GdBr3 (s) de color blanc

   2 Gd (s) + 3 I2 (g) à 2 GdI3 (s)  de color groc

Es dissol immediatament en àcid sulfúric diluït per formar solucions que contenen el ió acolorit Gd3+ juntament amb gas hidrogen. És probable que el ió Gd3+ existeixi juntament amb el ió complex (Gd(OH2)9)3+:

                   2Gd (s)  +  3 H2SO4 (aq) à 2 Gd3+ (aq) + 3 SO42- (aq) + 3 H2 (g)

Amb aire

vigorosa à Gd2O3 ;    4 Gd + 3 O2 à 2 Gd2O3

Amb H2O

Suau à H2 ; Gd(OH)3

Amb HCl 6M

Suau à  H2 ; GdCl3

Amb HNO3  15M

Suau à  Gd(NO3)3

 

 

 

 

 

 

 

Obtenció

S’extrau com a sals de les menes de monacita i  bastsnaesita amb HSO, salfumant i NaOH amb molta dificultat. Es purifica mitjançant tècniques de complexació, extracció i bescanvi iònic (mitjançant reines intercambiadores d’ions). El GdCl3 o el GdF3 formats es redueixen amb calci metàl·lic: 2 GdF3 + 3 Ca à 2 Gd + 3 CaF2. També es podrien utilitzar altres halurs, però el CaF2 és més fàcil d’utilitzar sota les condicions de la reacció ( 50ºC per damunt del punt de fusió de l’element i en atmosfera d’argó). El calci sobrant es treu de la mescla de reacció sota buit.

Usos

Com la major part de les terres rares s'usa en aliatges per a la indústria electrònica, sobretot per a condensadors i másers.

També s'empra en forns d'alta temperatura i en aparells per al refredament magnètic. S'utilitza com component de les varetes de control en reactors nuclears per la seva gran capacitat per a retenir els neutrons.

Els compostos s'usen en la catàlisi de polimerització d'hidrocarburs, en la fabricació de tubs d'imatge per als televisors a color i en dispositius per a microones.

S'ha trobat que una proporció aproximada del 1% de gadolini millora les propietats del ferro i el crom fent-los més resistents a l'oxidació i a les temperatures elevades.

Les solucions de compostos de gadolini s’utilitzen com a contrast intravenós per a realçar les imatges en la tècnica mèdica de la ressonància magnètica.

Toxicitat

Desconeguda