Наука
Advertisement
Гадолиний(Gd)
Атомный номер 64
Внешний вид мягкий вязкий металл
серебристо--белого цвета
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
157.25 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 179 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
594.2(6.16) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Xe] 4f7 5d1 6s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 161 пм
Радиус иона (+3e) 93.8 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1.20
Электродный потенциал Gd←Gd3+ -2.28В
Степени окисления 3
Термодинамические свойства
Плотность 7.900 г/см³
Удельная теплоёмкость 0.230 Дж/(K·моль)
Теплопроводность (10.5) Вт/(м·K)
Температура плавления 1586 K
Теплота плавления 10.0 кДж/моль
Температура кипения 3539 K
Теплота испарения 398 кДж/моль
Молярный объём 19.9 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки гексагональная
Период решётки 3.640 Å
Отношение c/a 1.588
Температура Дебая n/a K

История

Происхождение названия

В 1794 г. профессор химии и минералогии в университете Або (Финляндия) Гадолин, исследуя минерал, найденный близ местечка Иттерби в трех милях от Стокгольма, открыл в нем неизвестную землю (окисел). Несколько лет спустя Экеберг повторно исследовал эту землю и, установив наличие в ней бериллия, назвал его иттриевой (Yttria). Мазандер показал, что иттриевая земля состоит из двух земель, которые он назвал тербиевой (Terbia) и эрбиевой (Erbia). Далее Мариньяк в тербиевой земле, выделенной из минерала самарскита, обнаружил еще одну землю - самариевую (Samaria). В 1879 г. эту же землю выделил из дидимия и новой земли, обозначенной им индексом "аlfa", Лекок де Буабодран и с согласия Мариньяка назвал последнюю гадолиниевой землей в честь Гадолина - первого исследователя минерала иттербита. Элемент, содержащийся в гадолиниевой земле (Gadolinia), получил название гадолиний (Gadolinium); в чистом виде он получен в 1896 г.

Получение

Цены

Цены на металлический гадолиний чистотой 99,9-99,9999 % в 2006 году составили 190-450 долл за 1 кг.

Применение

О гадолинии как о материале современной технологии рассказывать можно довольно долго, ибо этот элемент постоянно открывает все новые и новые области своего применения, и в не малой степени это обусловлено не только осыбыми ядерно-физическими свойствами но и технологичностью. Основными областями применения гадолиния являются электроника и атомная техника.

Магнитные носители информации

Ряд сплавов гадолиния и особенно сплав с кобальтом и железом позволяет создавать носители информации с колоссальной плотностью записи. Это обусловленно тем что в этих сплавах образуются особые структуры - ЦДМ - цилиндрические магнитные домены, причём размеры доменов менее 1 мкм(!), что позволяет создавать носители памяти для современной компьютерной техники с плотностью записи 1-9 миллиардов бит на 1 квадратный сантиметр площади носителя(!!!).

Лазерные материалы

Гадолиний применяется для выращивания методом Чохральского(вытягивание из расплава) монокристаллов гадолиний-галлиевого граната(ГГГ) и особенно гадолиний-галлий-скандиевого граната(ГСГГ), и др. Особые свойства ГСГГ позволяют на его основе изготавливать лазерные системы с предельно высоким КПД и сверхвысокими параметрами лазерного излучения. В принципе ГСГГ на сегодняшний день является первым в достаточной степени изученным и имеющим отработанную технологию производства лазерным материалом - обладающим высоким КПД преобразования и пригодным для создания лазерных систем для инерциального термоядерного синтеза. Ванадат гадолиния с ионами неодима и тулия применяется для производства твердотельных лазеров, применяемых для лучевой обработки металлов и камня, а так же и в медицине.

Ядерная энергетика

В атомной технике гадолиний нашел применение для защиты от тепловых нейтронов, так как этот элемент обладает наивысшей способностью к захвату нейтронов из всех элементов. Его сечение равно 49000 барн(!). Но из всех изотопов гадолиния наивысшей способностью к захвату нейтронов обладает его изотоп гадолиний-157, сечение захвата 254000 барн(!!!).

В этой связи гадолиний очень интересен для управления ядерным реактором и для конструирования защиты от нейтронов. На основе окиси гадолиния изготавливаются эмали, керамика и краски используемые в атомной технике. Для регулирования атомного реактора применяется так же борат гадолиния. Растворимые соединения гадолиния могут быть использованы для стабилизации растворов, получаемых при переработке ТВЭЛов растворением в кислотах для последующего разделения. Стабилизирующее действие солей гадолиния проявляется в способность «глушить» ядерные реакции в таких растворах и позволяет ряд технологических операций связанных с концентрированием таких растворов, а значит с уменьшением критического объема и образовании критических масс.

Оксид гадолиния используется для варки стекла, поглощающего тепловые нейтроны. Самый распространенный состав такого стекла: оксид бора-33%,оксид кадмия-35%, оксид гадолиния-32%.

Получение сверхнизких температур

В небольшом объеме гадолиний применяется для получения сверхнизких температур в научных исследованиях, так например сульфат гадолиния при размагничивании в близи к Абсолютному нулю температур позволяет снизить температуру до 0,0001 К.Наряду с сульфатом гадолиния для получения сверхнизких температур используют так же и хлорид гадолиния.

Производство катодов электронных пушек

Гексаборид гадолиния применяется для изготовления катодов мощных электронных пушек и рентгеновских установок, ввиду самой маленькой работы выхода из всех боридов редких земель, и его работа в 2,05 эВ сравнима с работой выхода щелочных металлов (калий, рубидий, цезий).

Ультрафиолетовый лазер

Использование ионов гадолиния для возбуждения лазерного излучения позволяет создать лазер работающий в ближнем ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 0,31 мк.

Производство металлогидридов для хранения водорода

Сплав гадолиний-железо применяется как очень емкий аккумулятор водорода, и может быть применен для водородного автомобиля.

Использование гадолиния в медицине

Гадолиний-153 используется в качестве источника излучения в медицине для диагностики остеопороза. Хлорид гадолиния применяется для блокады клеток Купфера при лечении печени.

Хранение радиоактивных отходов

Сплав гадолиния и никеля применяется для изготовления контейнеров для захоронения радиоактивных отходов.

Гигантский магнитокалорический эффект

Сплав гадолиния, германия,кремния и небольшого количества железа (1 %) применяется для производства магнитных холодильников (на основе гигантского магнитокалорического эффекта). Чистый гадолиний имеет магнитокалорический эффект в точке Кюри(~292K) порядка 1К в поле 10кЭ. Так же особый интерес в последние годы привлекает к себе сплав гадолиний - тербий (монокристаллический) для производства магнитных холодильников.

Термоэлектрические материалы

Теллурид гадолиния может работать в мощном потоке нейтронов как очень хороший термоэлектрический материал (термо-э.д.с 220-250 мкВ/К). Селенид гадолиния имеет отличные термоэлектрические свойства и весьма перспективный и применяемый материал в производстве радиоизотопных источников энергии.

Легирование титановых сплавов

Некоторое количество гадолиния постоянно расходуется для производства специальных титановых сплавов (повышает предел прочности и текучести при легировании уже около 5% гадолинием).

Радиоизотопные источники энергии

Гадолиний-148, испытывающий альфа-распад (полураспад 93 года), является безопасным и в тоже время исключительно мощным источником тепла для радиоизотопных термоэлектрогенераторов.

Биологическая роль

Ссылки


Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr


bs:Gadolinijum ca:Gadolini co:Gadoliniu cs:Gadolinium da:Gadolinium de:Gadolinium el:Γαδολίνιο en:Gadolinium eo:Gadolinio es:Gadolinio et:Gadoliinium fi:Gadolinium fr:Gadolinium gl:Gadolinio (elemento) he:גדוליניום hr:Gadolinij hu:Gadolínium hy:Գադոլինիում id:Gadolinium io:Gadolino it:Gadolinio ja:ガドリニウム jbo:jinmrgadolini ko:가돌리늄 la:Gadolinium lb:Gadolinium lt:Gadolinis lv:Gadolīnijs nl:Gadolinium nn:Gadolinium no:Gadolinium pl:Gadolin pt:Gadolínio sh:Gadolinijum simple:Gadolinium sk:Gadolínium sl:Gadolinij sr:Гадолинијум sv:Gadolinium th:แกโดลิเนียม ug:Gadoliniy uk:Гадоліній zh:钆



  1. Википедия Гадолиний адрес
  2. Викисловарьадрес
  3. Викицитатникадрес
  4. Викиучебникадрес
  5. Викитекаадрес
  6. Викиновостиадрес
  7. Викиверситетадрес
  8. Викигидадрес

Выделить Гадолиний и найти в:

  1. Вокруг света адрес
  2. Академик адрес
  3. Астронет адрес
  4. Элементы адрес
  5. Научная Россия адрес
  6. Кругосвет адрес
  7. Научная Сеть
  8. Традицияадрес
  9. Циклопедияадрес
  10. Викизнаниеадрес
  1. Google
  2. Bing
  3. Yahoo
  4. Яндекс
  5. Mail.ru
  6. Рамблер
  7. Нигма.РФ
  8. Спутник
  9. Google Scholar
  10. Апорт
  11. Онлайн-переводчик
  12. Архив Интернета
  13. Научно-популярные фильмы на Яндексе
  14. Документальные фильмы
  1. Список ru-вики
  2. Вики-сайты на русском языке
  3. Список крупных русскоязычных википроектов
  4. Каталог wiki-сайтов
  5. Русскоязычные wiki-проекты
  6. Викизнание:Каталог wiki-сайтов
  7. Научно-популярные сайты в Интернете
  8. Лучшие научные сайты на нашем портале
  9. Лучшие научно-популярные сайты
  10. Каталог научно-познавательных сайтов
  11. НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов

  • Страница 0 - краткая статья
  • Страница 1 - энциклопедическая статья
  • Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
  • Прошу вносить вашу информацию в «Гадолиний 1», чтобы сохранить ее

Комментарии читателей:

Advertisement