钆 (Gd)
Gadolinium
原子序数: 64 | 原子量: 157.25 u
Gd
64
原子量
157.25 u
族
无（镧系）
周期
6
元素类别
镧系金属
电子排布
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
CAS编号
7440-54-2
物理性质
密度
7.901 g/cm³
熔点
1312 °C
沸点
3273 °C
熔化热
10.0 kJ/mol
汽化热
359 kJ/mol
电负性
1.20
基本信息
钆是一种化学元素，符号为Gd，原子序数为64。它属于镧系元素，是一种稀土金属。钆在自然界中主要存在于独居石和氟碳铈矿等矿物中。
化学性质
- 钆在空气中比较稳定，但在加热时会迅速氧化，生成白色的氧化钆（Gd₂O₃）。
- 能与水缓慢反应，放出氢气。
- 常见氧化态为 +3 价，其化合物具有一定的磁性。
- 钆可以与许多非金属元素形成化合物，如与卤素反应生成卤化物。
主要用途
医疗领域
钆的一些配合物被用作磁共振成像（MRI）的造影剂，能够增强图像的对比度，帮助医生更清晰地观察病变组织。
磁性材料
用于制造永磁体和磁制冷材料。钆具有较高的居里温度和良好的磁性能，可提高永磁体的性能。
照明行业
钆化合物可用于制造新型照明材料，如三基色荧光粉，能提高发光效率和色彩质量。
核工业
钆具有很强的中子吸收能力，可用于核反应堆的控制棒和中子屏蔽材料。
历史与发现
1880年，瑞士化学家让 - 夏尔·加利萨·德马里尼亚从硅铍钇矿中发现了钆的氧化物。1886年，法国化学家保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰成功分离出钆元素，并以芬兰化学家加多林的名字命名。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| ¹⁵²Gd | 0.20% | 1.08×10¹²年 | 放射性同位素，通过α衰变。 |
| ¹⁵⁴Gd | 2.18% | 稳定 | 稳定同位素。 |
| ¹⁵⁵Gd | 14.80% | 稳定 | 稳定同位素，具有较高的热中子吸收截面。 |
| ¹⁵⁶Gd | 20.47% | 稳定 | 稳定同位素。 |
| ¹⁵⁷Gd | 15.65% | 稳定 | 稳定同位素，热中子吸收截面极高。 |
| ¹⁵⁸Gd | 24.84% | 稳定 | 稳定同位素。 |
| ¹⁶⁰Gd | 21.86% | 稳定 | 稳定同位素。 |