Гадолиний

Гадолиний (Gadolinium), Gd, химический элемент III группы периодической системы элементов, атомный номер 64, атомная масса 157, 25, входит в семейство лантаноидов. Природный гадолиний состоит из 6 стабильных изотопов с массовыми числами 154, 158 и 160 и слабо радиоактивного ¹⁵²Gd (период полураспада ок. лет). Конфигурация внешних электронных оболочек 4s²p⁶d¹⁰f⁷5s²p⁶d¹6s². Энергии последовательных ионизаций соответственно равны 5,98, 12,1 и 20,6 эВ. Металлический радиус 0,179 нм, радиус иона Gd³⁺ 0,094 нм. Значение электроотрицательности 1,11.

В свободном виде - серебристо-серый металл, существует н - и -модификациях. -модификация обладает гексагональной решеткой с параметрами а=0,36360 нм и с=0,57826 нм, при 1262°С переходит в кубическую -модификацию. Плотность 7,886 кг/дм³, t^пл 1312°С, t_кип = 3233С. Теплота плавления 15,5 кДж/моль, теплота испарения 301 кДж/моль. Ферромагнитен, точка Кюри ок. 293,2 К. ^l57Gd и ¹⁵⁵Gd имеют очень высокие сечения захвата тепловых нейтронов (соответственно и м²), и их примеси являются нежелательными в активной зоне ядерных реакторов.

В химических соединениях проявляет степень окисления +3. Сплавы гадолиния с Fe, Ni, Co и др. обладают высокой магнитной индукцией и магнитострикцией. Некоторые соли гадолиния (сульфат, хлорид и др.) сильно парамагнитны, их используют для получения сверхнизких температур ~0,001К (см. Магнитное охлаждение). В качестве радиоактивных индикаторов используют -радиоактивный ¹⁵⁹Gd (T_1/2 =18,6 ч), а также испытывающие электронный захват ¹⁵¹Gd(Т_1/2=120 сут) и ¹⁵³Gd (Т_1/2=241,6 сут).