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釓   64Gd
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鿫(預測為惰性氣體)




外觀
銀白色
概況
名稱·符號·序數 釓(gadolinium)·Gd·64
元素類別 鑭系元素
·週期· 不適用 ·6·f
標準原子質量 157.25(3)
電子排布

[Xe] 4f7 5d1 6s2
2, 8, 18, 25, 9, 2

歷史
發現 讓-夏爾·加利薩·德馬里尼亞(1880年)
分離 保羅·埃米爾·勒科克·德布瓦博德蘭(1886年)
物理性質
物態 固體
密度 (接近室溫
7.90 g·cm−3
熔點時液體密度 7.4 g·cm−3
熔點 1585 K,1312 °C,2394 °F
沸點 3273 K,3000 °C,5432 °F
熔化熱 10.05 kJ·mol−1
汽化熱 301.3 kJ·mol−1
比熱容 37.03 J·mol−1·K−1

蒸氣壓(calculated)

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 1836 2028 2267 2573 2976 3535
原子性質
氧化態 1, 2, 3
((a mildly basic oxide))
電負性 1.20(鮑林標度)
電離能

第一:593.4 kJ·mol−1
第二:1170 kJ·mol−1

第三:1990 kJ·mol−1
原子半徑 180 pm
共價半徑 196±6 pm
雜項
晶體結構 六方密堆積
磁序 鐵磁性-順磁性,transition at 293.4 K
電阻率 α, poly: 1.310 µΩ·m
熱導率 10.6 W·m−1·K−1
膨脹系數 α poly: 9.4 µm/(m·K)
聲速(細棒) (20 °C)2680 m·s−1
楊氏模量 α form: 54.8 GPa
剪切模量 α form: 21.8 GPa
體積模量 α form: 37.9 GPa
泊松比 α form: 0.259
維氏硬度 510–950 MPa
CAS號7440-54-2
最穩定同位素

主條目:釓的同位素

同位素 豐度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量MeV 產物
152Gd 0.20% 1.08×1014 y α 2.205 148Sm
154Gd 2.18% 穩定,帶90個中子
155Gd 14.80% 穩定,帶91個中子
156Gd 20.47% 穩定,帶92個中子
157Gd 15.65% 穩定,帶93個中子
158Gd 24.84% 穩定,帶94個中子
160Gd 21.86% >1.3×1021 y ββ 1.729 160Dy

拼音注音ㄍㄚ粵拼gaa1,舊譯)符號Gd(英語:Gadolinium),元素之一,原子序64,屬於鑭系元素,也是稀土元素之一[2]。釓具有鐵磁性居里點約在室溫(19℃,66℉),即將一塊釓放入冰水中冷卻會吸附磁鐵,但回溫後釓會脫離磁鐵掉落。

釓在乾燥的空氣中,比其它稀土元素穩定。釓會與水有緩和的反應,並會溶於稀中。

性質

化學性質

釓可以和大多數的元素直接化合,形成Gd(III)的化合物。如加熱或高溫時可以和氮氣反應,形成二元化合物。[3]

和其它稀土元素不同的是,金屬釓在乾燥空氣中是相對穩定的。但它可以在潮濕空氣迅速失去光澤,形成一層易脫落的氧化釓薄膜。當其脫落時,氧化向內部進行。

4 Gd + 3 O2 → 2 Gd2O3

釓是一種強還原劑,可以將一些金屬氧化物還原至金屬形態。釓電正性強,可以和冷水緩慢反應、和熱水迅速反應,生成氫氧化釓

2 Gd + 6 H2O → 2 Gd(OH)3 + 3 H2

釓能夠迅速地和稀硫酸反應,生成無色的[Gd(H2O)9]3+水合離子:[4]

2 Gd + 3 H2SO4 + 18 H2O → 2 [Gd(H2O)9]3+ + 3 SO2−
4
+ 3 H2

釓和鹵素在約200 °C反應,生成三鹵化釓:

2 Gd + 3 X2 → 2 GdX3

化合物

在釓的大多數化合物中,其氧化態為+3。所有三鹵化釓都是已知的,它們都是白色固體(三碘化釓例外,為黃色)。常見的釓鹽除了三氯化釓之外,還有硫酸釓硝酸釓,它們可由相應的稀酸溶解金屬或其氧化物得到。

Gd3+正如其它鑭系元素離子一樣,可以形成配合物,並有着高配位數。例如在絡合劑DOTA的存在下,形成八齒配位的化合物。含[Gd(DOTA)]的鹽在核磁共振成像中有着應用。一系列類似的齒合化合物也被研發出來了,例如叫「Gadodiamide」的化合物。

低價態的釓化合物也是已知的,特別是在固態中。鹵化釓(II)可由三鹵化釓和釓金屬在制容器中加熱得到。Gd2Cl3和GdCl可以在更高溫度(800 °C)還原得到。一氯化釓是有着類似層狀石墨結構的片狀固體。[5]

用途

釓化合物具有高度的順磁性(paramagnetic),可作核磁共振成像顯影劑。釓對磁共振造影機的磁場有強烈反應,以釓噴酸二甲葡胺英語Gadopentetate dimeglumine藥劑形式注入血管中磁共振造影會清楚顯示血液流向,精確定位內出血的位置,並由3D視覺影像觀察血液自血管何處滲出,或觀察血液何處變窄或停止,確定血管阻塞或閉鎖的部位。[6]

安全性

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參考文獻

  1. ^ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
  2. ^ 無機化學(第二版)下冊.高等教育出版社.龐錫濤 主編.1-2 鑭系元素的存在、製備、性質及用途. P446. ISBN 978-7-04-005387-6
  3. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5
  4. ^ Chemical reactions of Gadolinium. Webelements. [2009-06-06]. 
  5. ^ Cotton. Advanced inorganic chemistry 6th. Wiley-India. 2007: 1128. ISBN 81-265-1338-1. 
  6. ^ 看得到的化學,Theodore Gray著,大是文化 ISBN 978-986652667-1

外部連結

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