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Gadolinium


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Gadolinium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Gd und der Ordnungszahl 64.
Eigenschaften
Europium - Gadolinium - Terbium
Gd
Cm   
 
 
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Gadolinium Gd 64
Serie Lanthanoide
Gruppe Periode Block La 6 f
Dichte Mohshärte 7901 kg/m 3 k.A.
Aussehen silbrig weiß
Atomar
Atomgewicht 157.25(3) amu
Atomradius (berechnet) 188 (233) pm
Kovalenter Radius k.A.
van der Waals-Radius k.A.
Elektronenkonfiguration [ Xe ]6s²5d¹4f 7
e - 's pro Energieniveau 2 8 18 25 9 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 3 (leicht basisch )
Kristallstruktur Hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( ferromagnetisch )
Schmelzpunkt 1585 K (1312° C )
Siedepunkt 3523 K (3250°C)
Molares Volumen 19.90 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 359.4 kJ/mol
Schmelzwärme 10.05 kJ/mol
Dampfdruck 24400 Pa bei 1585 K
Schallgeschwindigkeit 2680 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.20 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 230 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 0.736 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 10.6 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 593.4 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1170 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 1990 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4250 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
152 Gd 0.20% 1.08E+14 a α 2.205 148 Sm
154 Gd 2.18% 154 Gd ist stabil mit 90 Neutronen
155 Gd 14.80% 155 Gd ist stabil mit 91 Neutronen
156 Gd 20.47% 156 Gd ist stabil mit 92 Neutronen
157 Gd 15.65% 157 Gd ist stabil mit 93 Neutronen
158 Gd 24.84% 158 Gd ist stabil mit 94 Neutronen
160 Gd 21.86% 1.3E+21 a β - β - k.A. 160 Dy
NMR-Eigenschaften
155 Gd 157Gd La
Kernspin -7/2 -3/2
gamma / rad / T 1.022e7 1.277e7
Empfindlichkeit 0.000279 0.000544
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 7.64 M Hz 9.55 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften und Verhalten

Das silbrigweiß bis grauweiß glänzende Seltene ist duktil und schmiedbar. Bei Temperaturen oberhalb K wandelt sich die dichteste Kugelpackung in kubisch-raumzentriertes Gefüge um.
In trockener Luft ist Gadolinium relativ beständig feuchter Luft bildet es eine nichtschützende lose und abblätternde Oxidschicht aus. Mit Wasser reagiert langsam. In verdünnten Säuren löst es sich
Gadolinium hat mit 49000 barn den Einffangquerschnitt für thermische Neutronen aller bekannten Elemente. hohe Abbrandrate (burn-out-rate) schränkt eine Verwendung als in Kernreaktoren stark ein.

Bei Temperaturen unter 1 083K wird supraleitfähig. Als einziges Lanthanid zeigt es ferromagnetische allerdings nur bei Temperaturen unterhalb von 16°C. seines Curie-Punktes nahe der Zimmertemperatur könnte Gadolinium Verwendung für FCKW-freie Kühlgeräte nach dem magnetokalorischen finden.

Abbildungen

[1]

Anwendungen

Gadolinium wird zur Herstellung von Gadolinium-Yttrium-Granat Mikrowellenanwendungen verwendet. Oxysulfide dienen zur Herstellung von Leuchtstoff für nachleuchtende Bildschirme (Radar). Intravenös gespritzte dienen als Kontrastverstärker bei Untersuchungen im Kernspintomographen. wurde zur Herstellung von Magnetblasenspeichern genutzt.

Zusätze von 1% Gadolinium erhöhen die und die Hochtemperatur- und Oxidationsbeständigkeit von Eisen- Chromlegierungen.

Auch in der Herstellung von Compact (CD-ROMs?) findet es Anwendung.

Geschichte

Das erste Element der Yttererden im wurde 1880 spektroskopisch durch Jean Charles Galissard Marignac im Didym und Gadolinit gefunden. 1886 er es als weisses Oxid aus Sarmaskit und nannte es Y aus Sarmaskit. Im Jahr stellte Paul Emile Lecoq de Boisbaudran Gadoliniumoxid her und nannte das neue Element dem Entdecker des Minerals Gadolinit dem finnischen Johan Gadolin Gadolinium.

Erst 1935 gelang Georges Urbain die des Metalls.

Vorkommen

Natürlich kommt Gadolinium nur in Verbindungen Technisch bedeutsam sind Monazit und Bastnäsit. Die Vorkommen in Ytterby nördlich von Stockholm sind heute erschöpft.

Herstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Gadoliniuimfluorid umgesetzt. Anschliessend wird mit unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Gadolinium Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Verbindungen

Isotope

Physiologisches

Gadolinium hat keine biologische Funktion.

Vorsichtsmaßnahmen

Gadolinium und Gadoliniumverbindungen sind als giftig betrachten. Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.

Weblinks




Bücher zum Thema Gadolinium

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