גדוליניום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
טרביום - גדוליניום - אירופיום
 

Gd
Cm  
 
 
Gd-TableImage.png
כללי
מספר אטומי 64
סמל כימי Gd
סדרה כימית לנתנידים
צפיפות 7901 kg/m3
מראה
לבן כסוף
Gadolinium-4.jpg
תכונות אטומיות
משקל אטומי 157.25 amu
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 8, 18, 25, 9, 2
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
טמפרטורת התכה 1585.15K (1312°C)
טמפרטורת רתיחה 3546.15K (3273°C)
לחץ אדים 24400Pa ב-1585K
מהירות הקול 2680 מטר לשנייה ב293.15K
שונות
אלקטרושליליות 1.20
קיבול חום סגולי 230 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 0.736 106/m·Ω
מוליכות תרמית 10.6 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 593.4 kJ/mol

גדוליניום (Gadolinium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Gd ומספרו האטומי 64.

תכונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

גדוליניום 99.9% טהור

גדוליניום הוא מתכת לבנה כסופה, רקיעה, ניתנת לחישול ובעלת ברק מתכתי. בשיווי משקל בטמפרטורת החדר המבנה הגבישי של גדוליניום הוא הקסגונלי, ובטמפרטורות גבוהות (מעל 1235 מעלות צלזיוס), המבנה הגבישי היציב שלו הוא קובי ממורכז גוף (BCC), בפאזה המסומנת β.

גדוליניום יציב יותר מלנתנידים אחרים באוויר יבש, אך הוא מתחמצן במהירות באוויר לח ויוצר את התחמוצת Gd2O3.

גדוליניום הופך למוליך על מתחת לטמפרטורה של 1.083 מעלות קלווין (272.067- מעלות צלזיוס). לגדוליניום תכונות מגנטיות בטמפרטורת החדר: מתחת לטמפ' של 20 מעלות צלזיוס גדוליניום הוא פרומגנטי, ומעל טמפ' זו הוא פארמגנטי. בגדוליניום מתרחש האפקט המגנטו-קלורי - צימוד בין שינויים במצב המגנטי לשינוי בטמפ'. כלומר, כאשר השדה המגנטי הפועל על החומר משתנה גם הטמפ' שלו משתנה.

במחקרים בננוטכנולוגיה, הצליחו חוקרים להכניס אטומים בודדים של גדוליניום לתוך מולקולות פולרן (C60).[1] בנוסף, הדגימו חוקרים את האפשרות להכניס אטומים בודדים וצברים קטנים של אטומים לתוך ננו-צינוריות פחמן.[2]

לאיזוטופ גדוליניום-157 יש את שטח החתך לפעולה הגדול ביותר לפיזור נייטרונים, מבין כל האיזוטופים היציבים. הוא שני רק לאיזוטופ קסנון-135, אולם איזוטופ זה איננו יציב.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

לגדוליניום אין יישום עיקרי בקנה מידה גדול, אלא שורה של יישומים ספציפיים ומיוחדים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

גדוליניום התגלה בשנת 1880 בזמן אנליזה ספקטרוסקופית בדידמיום (תערובת מתכות) שערך הכימאי השווייצרי ג'ין צ'ארלס (Jean Charles Galissard). בשנת 1886 תחמוצת גדוליניום (Gd2O5) בודדה על ידי הכימאי הצרפתי פול לקוק (Paul Émile Lecoq).

רק בשנים האחרונות גדוליניום טהור בודד.
גדוליניום נקרא על שמו של הכימאי והגאולוג הפיני יוהאן גדולין (Johan Gadolin).

מינרל הגדוליניט (Gadolinite)

צורה בטבע[עריכת קוד מקור | עריכה]

גדוליניום לעולם לא מופיע בטבע בצורתו החופשית, אך הוא נמצא בכמה מינרלים כמו גדוליניט, מונזיט ובסטנסיט.
כיום גדוליניום מופק בתגובה בין GdF3 לסידן כך:

2GdF3 + 3Ca → 2Gd + 3CaF2

קיימות טכניקות בידוד נוספות לגדוליניום, כדוגמת חילוף יונים.

אמצעי זהירות[עריכת קוד מקור | עריכה]

כמו לנתנידים אחרים, לתרכובות גדוליניום רעילות נמוכה. מנגנוני רעילותו לא מובנים במלואם.

לגדוליניום אין תפקיד ביולוגי, אך הוא יכול להאיץ מטאבוליזם.

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Suenaga, Kazu (2003). "Evidence for the Intramolecular Motion of Gd Atoms in a Gd2@C92 Nanopeapod". Nano Letters 3 (10): 1395. doi:10.1021/nl034621c. Bibcode2003NanoL...3.1395S. 
  2. ^ "Selective deposition of a gadolinium(III) cluster in a hole opening of single-wall carbon nanohorn" (2004). Proceedings of the National Academy of Sciences 101 (23): 8527–8530. doi:10.1073/pnas.0400596101. PMID 15163794. Bibcode2004PNAS..101.8527H. 

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]