gadolinium / Gd

Név: Az ittrium felfedezőjéről nevezték el.

Rendszám: a periódusos rendszer 64. eleme

Felfedezés: Jean de Marignac fedezte fel 1880-ban.

Relatív atomtömeg: 157,25

Izotópok: A természetben hat stabil izotópja és egy radioaktív izotópja fordul elő.
Több, mint 20 különböző felezési idejű mesterséges radioaktív izotópja ismert.

Elektronkonfiguráció: [Xe](4f)7(5d)1(6s)2

Fizikai tulajdonságok:
Ezüstfehér, lágy, nehézfém.
Az ólomhoz hasonlóan képlékeny.
Két allotróp módosulata közül szobahőmérsékleten a hexagonális kristályrácsú alfa változatban található.
Olvadáspontja 1312°C
Forráspontja 3273°C
Sűrűsége 7,9 (20°C-on)
A legerősebb neutronelnyelő tulajdonságú elem.
Ferromágneses tulajdonságú 19°C alat. E fölött erősen paramágneses.

Kémiai tulajdonságok:
A lantanoidák egyik eleme.
Levegőn viszonylag stabil. Nedves levegőn azonban oxidálódik:

4 Gd + 3 O₂ -> 2 Gd₂O₃

A felületén kialakuló oxidréteg könnyen leválik.

Híg kénsavban könnyen feloldódik:

2 Gd + 3 H₂SO₄ -> Gd₂(SO₄)₃ + 3 H₂

Hideg vízzel is reakcióba lép, meleg vízzel gyorsabban:

2 Gd + 6 H₂O -> 2 Gd(OH)₃ + 3 H₂

Halogénekkel reakcióba lép, pl.:

2 Gd + 3 F₂ -> 2 GdF₃

Vegyületeiben oxidációs foka rendszerint +3, de más oxidációs fokai is ismeretesek.

Előfordulás:
Kis mennyiségben a bastnäsit, és a monacit nevű és több más ásványban megtalálható.

Előállítás:
A feldolgozandó ásvány fémtartalmát savval feloldják.
Az oldatot nátrium-hidroxiddal részben semlegesítik. A tórium oldatban marad és eltávolítható.
Az oldatból ammónium-oxaláttal kicsapatják a ritkaföldfémeket.
Az oxalátokat hevítéssel oxidokká alakítják.
Az oxidokat salétromsavban feloldják ezzel elkülönítik a cérium-oxidot, ami salétromsavban nem oldódik.
Az oldatból magnézium-nitráttal gadolínium, szamárium és európium kettős sók keverékét kristályosítják ki.
A gadolíniumot ioncserével elválasztják.
Fémes állapotban oxidjából állítják elő kalciummal argon atmoszférában.

Felhasználás:
A Gd157 izotópot sugárterápiában használják.
Atomreaktorokban neutronsugárzás árnyékolására.
Kis mennyiségben vashoz és ötvözeteihez adagolva javítja a feldolgozhatóságot.
Szerves vegyületeit MRI vizsgálatoknál alkalmazzák kontrasztanyagként.
Magneto-optikai komponensek alapanyagaként.
Vegyületeit használják zöld fényporként CRT-kben és kompakt fénycsövekben.

Biológia
Szabad ionként erősen toxikus, de kelátokban nem mérgező, ezért ilyen formában használható a gyógyászatban kontrasztanyagként.

Felhasznált irodalom