Гадоліній

Гадоліній (від імені Ю. Гадоліній; лат. Gadolinium) Gd, хім. елемент III гр. періодичн. системи, ат. н.м. 157,25; належить до рідкісноземельних елементів (входить в іттріевую підгрупу лантаноїдів). Складається з семи стабільних ізотопів з мас. ч. 152, 154-158, 160. Поперечний перетин захоплення теплових нейтронів 4,6 * 1025 м2. Конфігурація зовн. електронних оболонок 4f75s25p65d16s2; ступінь окислення + 3. рідко + 2 і + 1; енергія іонізації Gd ° -> Gd + -> Gd2 + -> Gd3 + соотв. 8,9939, 16,9085, 20,63, 44,0 еВ; атомний радіус 0,179 нм; іонний радіус (в дужках вказано координації. число) Gd2 + 0,092 нм (4), 0,109 нм (6), Gd3 + 0,115 нм (6), 0,128 нм (8).

Зміст в земній корі 5,4 * 10-4% по масі, в морській воді 6 * 10-7 мг/л. Разом з ін РЗЕ знаходиться в мінералах Гадоліній, Монацит, бастнезіте, ксенотіме, апатія.

Г.-метал світло-сірого кольору. До 1260 ° С стійкий Gd, грати Гексагон. плотноупакованная типу Mg (a = = 0,36360 нм, с = 0,57826 нм, z = 2, просторів. група Р63/mmc, плотн. 7,895 г/см3). Вище 1260 ° С стійкий Gd, решітка кубічна типу Fe (а = 0,406 нм, z = 2, просторів. група Im3m, плотн. 7,80 г/см3), переходу 3,9 кДж/моль. Т. пл. 1312 ° С, т. кип. 3280 ° С; С ° 37,1 Дж/(моль * К), 10 кДж/моль, 360 кДж/моль; S ° 298 67,9 Дж/(моль * К); тиск пари при 1280 ° С 0,0186 Па; теплопровідність 11,0 вт/(м * К); 1,43 * 10-6 Ом * м (273 К); температурний коеф. лінійного розширення 8,28-10-6 К-1; межа текучості 182 МПа (20 ° С). Феромагнетик (точка Кюрі 292 К). Легко піддається хутро. обробці.

Г. повільно окислюється на повітрі при ~ 20 ° С, вище 100 ° С - швидко; взаємодій. з мінер. к-тами (крім фторістоводородной), не взаємодій. з розчинами лугів. Реагує з Н2, N2, галогенами при нагріванні.

Оксид (сесквіоксід) Gd2O3 - білі кристали; існує у двох модифікаціях: з моноклінної гратами (а = = 1,408 нм, Ь = 0,3571 нм, с = 0,8764 нм, = 100,03 °, z = 6, просторів. група С2/т) і з кубічної (а = 1,0812 нм, просторів. група Iа3, плотн. 7,618 г/см3); т-ра поліморфного переходу ок. 2300 ° С; т. пл. 2350 ° С; СP ° 105,52 Дж/(моль-К); - 1820,5 кДж/моль; S ° 298 150,6 Дж/(моль-К), не розчин. у воді. Отримують розкладанням Gd2 (C2O4) 3, Gd (NO3) 3 або ін на повітрі, звичайно при 800-1000 ° С.

Хлорид GdCl3 - білі кристали з Гексагон. гратами (а = 0,7363 нм, с = 0,4105 нм, z = 2); т. пл. 605 ° С, т. кип. 1595 ° С; плотн. 4,541 г/см3; С ° 98,3 Дж/(моль * К); - 1005,4 кДж/моль; добре розчин. у воді. Отримують взаємодій. С12 з Gd2 (C2O4) 3 і СС14 вище 200 ° С, хлоруванням Г. вище 200 ° С та ін

фторид GdF3 - білі кристали; за звичайних умов стійка модифікація з орторомбіч. гратами (а = = 0,6570 нм, Ь - 0,6984 нм, с = 0,4398 нм, z = 4, просторів. група Рпта, плотн. 7,058 г/см3), к-рая при 1075 ° С переходить у гексагональну з плотн. 7,33 г/см3; т. пл. 1232 ° С; ср 89,71 Дж/(моль * К), - 1713,3 кДж/моль. Отримують взаємодій. соед. Gd (lll) з газоподібним HF або водних розчинів сполуки. Gd (III) з фторістоводородной до-той, тримаючи. розкладанням фтораммонійних комплексів (напр., (NH4) 3 [GdF6] * nH2O) при 400-500 ° С та ін

При переробки руд, що містять РЗЕ, Г. концентрується разом з Sm, Eu, Tb, Du і Y, від яких брало він відокремлюється методами екстракції та іонного обміну. Металеві. Г. отримують відновленням GdCl3 або GdF3 кальцієм. Г - компонент магн. сплавів з Fe, Ni, Co; перспективний матеріал регулюючих стержнів ядерних реакторів (поглинач нейтронів). Gd2O3, активоване Еu, - люмінофор червоного світіння, оксісульфід Gd, активоване Тb, - рентгенолюмінофора. Гадоліній-галієвих гранатматеріал підкладок для нарощування епітаксійних плівок залізних гранатів, ювелірний камінь виробу та ін (див. Гранати синтетичні). Г. відкритий в 1880 Ж. Маріньяком.

Список літератури

Рідкоземельні елементи. Л. І. Мартиненко, С. Д. Моісеєв, Ю. М. Кисельов.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.xumuk.ru/