Gadolínio

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Pix.gif Gadolínio Stylised Lithium Atom.svg
EurópioGadolínioTérbio
-
  Hexagonal.png
 
64
Gd
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Gd
Cm
Tabela completaTabela estendida
Aparência
branco prateado

Informações gerais
Nome, símbolo, número Gadolínio, Gd, 64
Série química Lantanídios
Grupo, período, bloco n/a, 6, f
Densidade, dureza 7901 kg/m3, n/a
Número CAS 7440-54-2
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica 157,25(3) u
Raio atómico (calculado) 180 pm
Raio covalente 196±6 pm
Raio de Van der Waals pm
Configuração electrónica [Xe] 4f7 5d1 6s2
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 18, 25, 9, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 1, 2, 3 (óxido ligeiramente alcalino)
Óxido
Estrutura cristalina hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 1586 K
Ponto de ebulição 3546 K
Entalpia de fusão 10,05 kJ/mol
Entalpia de vaporização 359,4 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar m3/mol
Pressão de vapor 100 Pa a 2267 K
Velocidade do som 2680 m/s a 20 °C
Classe magnética ferromagnético

paramagnético (T > 15ºC)

Susceptibilidade magnética 4,8x10-1 (20ºC)
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie 288 K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 1,2
Calor específico 230 J/(kg·K)
Condutividade elétrica 0,736x106 S/m
Condutividade térmica 10,6 W/(m·K)
Potencial de ionização 593,4 kJ/mol
2º Potencial de ionização 1170 kJ/mol
3º Potencial de ionização 1990 kJ/mol
4º Potencial de ionização 4250 kJ/mol
5º Potencial de ionização kJ/mol
6º Potencial de ionização kJ/mol
7º Potencial de ionização kJ/mol
8º Potencial de ionização kJ/mol
9º Potencial de ionização kJ/mol
10º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD
MeV
152Gd 0,20% 1,08 x 1014 a α 2,205 148Sm
154Gd 2,18% estável com 90 neutrões
155Gd 14,80% estável com 91 neutrões
156Gd 20,47% estável com 92 neutrões
157Gd 15,65% estável com 93 neutrões
158Gd 24,84% estável com 94 neutrões
160Gd 21,86% > 1,3 x 1021 a β-β- 1,7 160Dy
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O gadolínio (nomeado em homenagem ao químico Johan Gadolin) é um elemento químico de símbolo Gd e de número atómico igual a 64 (64 prótons e 64 elétrons), com massa atómica 157,25 u. À temperatura ambiente, o gadolínio encontra-se no estado sólido. Faz parte do grupo das terras raras.

Foi descoberto em 1880 por Jean Charles Galissard de Marignac.

Características principais[editar | editar código-fonte]

O gadolínio é uma terra rara, branco prateado, maleável, dúctil com um brilho metálico. Cristaliza na forma hexagonal que é a forma alfa, à temperatura ambiente. Quando aquecido a 1508 K transforma-se na sua forma beta, que é uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado.

Ao contrário dos demais elementos terras raras, o gadolínio é relativamente estável no ar seco, porém perde o brilho rapidamente no ar úmido formando um óxido que adere frouxamente a superfície que, se for retirado, expõe a superfície a uma oxidação adicional. O gadolínio reage lentamente com a água e é solúvel em ácido diluído.

O gadolínio tem a mais elevada secção de captura de nêutrons térmicos conhecido entre os elementos, 49,000 barns, porém tem uma rápida taxa de perda de efetividade , limitando sua utilidade como barras de controle em centrais de fissão nuclear.

O gadolínio torna-se supercondutor abaixo de uma temperatura crítica de 1,083 K (-272,067 Celsius). É fortemente magnético à temperatura ambiente, pelo fato de ser o único metal a apresentar propriedades ferromagnéticas, à exceção dos metais de transição do período 4 da tabela periódica.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

História[editar | editar código-fonte]

O gadolínio foi assim nomeado a partir do mineral gadolinita, por sua vez nomeado em homenagem ao químico e geólogo finlandês Johan Gadolin.[1] Em 1880, o químico suiço Jean Charles Galissard de Marignac observou linhas espectroscópicas, devidas à presença do gadolínio, em amostras de didímio e gadolínia (óxido de gadolínio). Como se percebeu que a gadolínia era um óxido de um novo elemento, é-lhe creditada a descoberta do gadolínio.

O químico francês Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, em 1886, trabalhando independentemente de Marignac, separou o gadolínio metálico do óxido de gadolínio.

Ocorrência[editar | editar código-fonte]

O gadolínio nunca é encontrado livre na natureza, porém ocorre em diversos minerais como a monazita e a bastnasita, que são óxidos. É preparado, atualmente, por técnicas como troca iônica e extração de solvente, ou por redução de seu fluoreto anidro com cálcio metálico.

Compostos[editar | editar código-fonte]

Os principais compostos do gadolínio são:

Isótopos[editar | editar código-fonte]

O gadolínio natural é composto por 6 isótopos estáveis: 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd, 160Gd e 1 radioisótopo, o 152Gd , sendo o 158Gd o mais abundante (abundância natural de 24,84%).

Foram descritos trinta radioisótopos, sendo os mais estáveis o 160-Gd com uma meia-vida de 1,3 · 1021 anos, o 152Gd com uma meia-vida de 1,08 · 1014 anos e o 150Gd com uma meia-vida de 1,79 · 106 anos. Todos os demais isótopos radioativos apresentam meias-vidas abaixo de 74.7 anos, e a maioria destes com meias-vidas abaixo de 24,6 segundos. Este elemento tem 4 metaestáveis, sendo os mais estáveis o 143mGd ( t½ 110 segundos ), o 145mGd ( t½ 85 segundos) e o 141mGd ( t½ 24,5 ).

O primeiro modo de decaimento antes do isótopo mais estável, 158Gd, é a captura eletrônica, e o primeiro modo após é a emissão beta menos. Os primeiros produtos de decaimento antes do 158Gd são os isótopos do elemento Eu (Európio) e os primeiros produtos após são os isótopos do elemento Tb (térbio).

Papel biológico[editar | editar código-fonte]

O gadolínio não apresenta nenhum papel biológico conhecido, entretanto relata-se que é um estimulante do metabolismo. Em animais aquáticos provoca danos nas membranas celulares.

Precauções[editar | editar código-fonte]

Como os demais lantanídios, os compostos do gadolínio apresentam toxicidade de baixa a moderada, embora sua toxicidade não fosse investigada em detalhe.

Referências

  1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. Chemistry of the Elements. 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 0080379419

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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