釓(英語:Gadolinium;舊譯錷),是一種化學元素,其化學符號為Gd,原子序數為64,原子量為7002157250000000000♠157.25 u,屬於鑭系元素,也是稀土元素之一[3]。釓是一種銀白色金屬,具有些微延展性。釓在多數文獻中被視為輕、重稀土元素的分界點[4][5],從釓開始的鑭系元素在空氣中的穩定性顯著高於較輕的鑭至銪。釓在空氣中會與氧氣或水氣緩慢反應,在表面逐漸形成黑色的氧化層。釓可溶於稀酸中。作為典型的鑭系及稀土元素,釓最常見的氧化態為+3。
Quick Facts 外觀, 概況 ...
釓 64Gd
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外觀 |
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銀白色
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概況 |
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名稱·符號·序數 | 釓(gadolinium)·Gd·64 |
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元素類別 | 鑭系元素 |
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族·週期·區 | 不適用·6·f |
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標準原子質量 | 157.25(3)[1] |
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電子組態 | [Xe] 4f7 5d1 6s2 2, 8, 18, 25, 9, 2
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歷史 |
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發現 | 讓-夏爾·加利薩·德馬里尼亞(1880年) |
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分離 | 保羅·埃米爾·勒科克·德布瓦博德蘭(1886年) |
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物理性質 |
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物態 | 固體 |
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密度 | (接近室溫) 7.90 g·cm−3 |
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熔點時液體密度 | 7.4 g·cm−3 |
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熔點 | 1585 K,1312 °C,2394 °F |
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沸點 | 3273 K,3000 °C,5432 °F |
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熔化熱 | 10.05 kJ·mol−1 |
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汽化熱 | 301.3 kJ·mol−1 |
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比熱容 | 37.03 J·mol−1·K−1 |
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蒸氣壓(計算)
壓/Pa
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1
|
10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
|
溫/K
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1836
|
2028
|
2267
|
2573
|
2976
|
3535
|
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原子性質 |
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氧化態 | 1, 2, 3 (弱鹼性氧化物) |
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電負度 | 1.20(鮑林標度) |
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游離能 | 第一:593.4 kJ·mol−1
第二:1170 kJ·mol−1
第三:1990 kJ·mol−1 |
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原子半徑 | 180 pm |
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共價半徑 | 196±6 pm |
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釓的原子譜線 |
雜項 |
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晶體結構 | 六方密堆積 |
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磁序 | 鐵磁性-順磁性,在293.4 K轉變 |
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電阻率 | α, poly: 1.310 µΩ·m |
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熱導率 | 10.6 W·m−1·K−1 |
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熱膨脹係數 | α poly: 9.4 µm/(m·K) |
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聲速(細棒) | (20 °C)2680 m·s−1 |
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楊氏模量 | α form: 54.8 GPa |
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剪切模量 | α form: 21.8 GPa |
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體積模量 | α form: 37.9 GPa |
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泊松比 | α form: 0.259 |
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維氏硬度 | 510–950 MPa |
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CAS編號 | 7440-54-2 |
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同位素 |
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主條目:釓的同位素
同位素
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豐度
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半衰期(t1/2)
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衰變
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方式
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能量(MeV)
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產物
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148Gd
|
人造
|
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%
|
穩定,帶90粒中子
|
155Gd
|
14.80%
|
穩定,帶91粒中子
|
156Gd
|
20.47%
|
穩定,帶92粒中子
|
157Gd
|
15.65%
|
穩定,帶93粒中子
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158Gd
|
24.84%
|
穩定,帶94粒中子
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160Gd
|
21.86%
|
穩定,帶96粒中子
| |
Close
釓在溫度低於16°C(釓的居禮點)時會變為鐵磁性,是除了鐵系元素(鐵、鈷和鎳)外唯一能在接近室溫的環境下產生鐵磁性的金屬元素,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。其他更重的鑭系元素——鋱、鏑、鈥、鉺、銩和鐿——在更低的溫度下也會呈現出鐵磁性,但其居禮點要低得多。[6]在居禮點以上的環境中,釓是最具順磁性的元素。
釓於1880年由讓-夏爾·加利薩·德馬里尼亞發現,並以其發現來源矽鈹釔礦(Gadolinite)命名,而該礦物本身是以芬蘭化學家約翰·加多林之名命名的。1886年左右,保羅·埃米爾·勒科克·德布瓦博德蘭首次分離出純釓。
由於釓化合物具有高度的順磁性,釓螯合有機錯合物被用作核磁共振成像的顯影劑。釓也被用於合金添加劑、人造石榴石和核反應爐的控制棒等。摻雜其他稀土離子的釓化合物在醫學成像等領域中用作磷光體和閃爍體。釓的高居禮溫度也使其在磁致冷領域有很大的應用前景。