Quick Facts 外观, 概况 ...
钆 64Gd
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外观 |
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银白色
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概况 |
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名称·符号·序数 | 钆(gadolinium)·Gd·64 |
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元素类别 | 镧系元素 |
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族·周期·区 | 不适用·6·f |
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标准原子质量 | 157.25(3)[1] |
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电子排布 | [Xe] 4f7 5d1 6s2 2, 8, 18, 25, 9, 2
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历史 |
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发现 | 让-夏尔·加利萨·德马里尼亚(1880年) |
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分离 | 保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰(1886年) |
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物理性质 |
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物态 | 固体 |
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密度 | (接近室温) 7.90 g·cm−3 |
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熔点时液体密度 | 7.4 g·cm−3 |
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熔点 | 1585 K,1312 °C,2394 °F |
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沸点 | 3273 K,3000 °C,5432 °F |
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熔化热 | 10.05 kJ·mol−1 |
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汽化热 | 301.3 kJ·mol−1 |
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比热容 | 37.03 J·mol−1·K−1 |
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蒸气压(计算)
压/Pa
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1
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10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
|
温/K
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1836
|
2028
|
2267
|
2573
|
2976
|
3535
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原子性质 |
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氧化态 | 1, 2, 3 (弱碱性氧化物) |
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电负性 | 1.20(鲍林标度) |
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电离能 | 第一:593.4 kJ·mol−1
第二:1170 kJ·mol−1
第三:1990 kJ·mol−1 |
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原子半径 | 180 pm |
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共价半径 | 196±6 pm |
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钆的原子谱线 |
杂项 |
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晶体结构 | 六方密堆积 |
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磁序 | 铁磁性-顺磁性,在293.4 K转变 |
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电阻率 | α, poly: 1.310 µΩ·m |
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热导率 | 10.6 W·m−1·K−1 |
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热膨胀系数 | α poly: 9.4 µm/(m·K) |
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声速(细棒) | (20 °C)2680 m·s−1 |
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杨氏模量 | α form: 54.8 GPa |
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剪切模量 | α form: 21.8 GPa |
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体积模量 | α form: 37.9 GPa |
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泊松比 | α form: 0.259 |
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维氏硬度 | 510–950 MPa |
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CAS号 | 7440-54-2 |
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同位素 |
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主条目:钆的同位素
同位素
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丰度
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半衰期(t1/2)
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衰变
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方式
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能量(MeV)
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产物
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148Gd
|
人造
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86.9 年[2]
|
α
|
3.271
|
144Sm
|
150Gd
|
人造
|
1.79×106 年
|
α
|
2.807
|
146Sm
|
152Gd
|
0.20%
|
1.08×1014 年
|
α
|
2.204
|
148Sm
|
153Gd
|
人造
|
240.6 天
|
ε
|
0.485
|
153Eu
|
154Gd
|
2.18%
|
稳定,带90粒中子
|
155Gd
|
14.80%
|
稳定,带91粒中子
|
156Gd
|
20.47%
|
稳定,带92粒中子
|
157Gd
|
15.65%
|
稳定,带93粒中子
|
158Gd
|
24.84%
|
稳定,带94粒中子
|
160Gd
|
21.86%
|
稳定,带96粒中子
| |
Close
钆(英语:Gadolinium;旧译錷),是一种化学元素,其化学符号为Gd,原子序数为64,原子量为7002157250000000000♠157.25 u,属于镧系元素,也是稀土元素之一[3]。钆是一种银白色金属,具有些微延展性。钆在多数文献中被视为轻、重稀土元素的分界点[4][5],从钆开始的镧系元素在空气中的稳定性显著高于较轻的镧至铕。钆在空气中会与氧气或水气缓慢反应,在表面逐渐形成黑色的氧化层。钆可溶于稀酸中。作为典型的镧系及稀土元素,钆最常见的氧化态为+3。
钆在温度低于16°C(钆的居礼点)时会变为铁磁性,是除了铁系元素(铁、钴和镍)外唯一能在接近室温的环境下产生铁磁性的金属元素,将一块钆放入冰水中冷却会吸附磁铁,但回温后钆会脱离磁铁掉落。其他更重的镧系元素——铽、镝、钬、铒、铥和镱——在更低的温度下也会呈现出铁磁性,但其居里点要低得多。[6]在居礼点以上的环境中,钆是最具顺磁性的元素。
钆于1880年由让-夏尔·加利萨·德马里尼亚发现,并以其发现来源矽铍钇矿(Gadolinite)命名,而该矿物本身是以芬兰化学家约翰·加多林之名命名的。1886年左右,保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰首次分离出纯钆。
由于钆化合物具有高度的顺磁性,钆螯合有机错合物被用作核磁共振成像的显影剂。钆也被用于合金添加剂、人造石榴石和核反应炉的控制棒等。掺杂其他稀土离子的钆化合物在医学成像等领域中用作磷光体和闪烁体。钆的高居礼温度也使其在磁致冷领域有很大的应用前景。