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钆（Gadolinium）是一种金属元素，原子序数64，原子量157.25，呈银白色，有延展性，熔点1313°C，沸点3266°C，密度7.9004克/厘米。元素名来源于研究镧系元素有卓越贡献的芬兰科学家加多林。1880年瑞士的马里尼亚克分离出钆，1886年法国化学家布瓦博德朗制出纯净的钆，并命名。钆在地壳中的含量为0.000636%，主要存在于独居石和氟碳铈矿中。钆在医疗、工业、核能等领域广泛套用。
基本介绍
- 中文名：钆
- 英文名：Gadolinium
- 别称：钆棒 钆锭
- 分子量：157.25
- CAS登录号：7440-54-2
- EINECS登录号：231-162-2
- 熔点：1311.0 ℃
- 沸点：3233.0 ℃
- 密度： 7901kg/m3
- 外观：银白色稀土金属
- 领域：稀土材料
- 元素符号：Gd
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发现简史
钆于1880年由马里纳克Charles Galissard de Marignac在日内瓦发现。他早就怀疑Carl Mosander报告的didymium（镨钕混合物）并不是一种新的元素而是混合物。他的推测被在巴黎的Marc Delafontaine和Paul-Emile Lecoq de Boi ... audran确认了，报告称它的光谱线会从不同的来源而变化。确实，在1879年他们已经从一些didymium中分离了钐，其是从发现于乌拉尔山脉的铌钇矿中提取的。在1880年，Marignac从didymium中提取了另一种新的稀土，Paul-Émile Lecoq de Boi ... audran也在1886年实现了，后者称它为gadolinium（钆）。 自莫桑德尔先后发现镧、铒和铽以后，各国化学家特别注意从已发现的稀土元素去分离新的元素。在发现钐后的第2年，1880年瑞士科学家马里纳克发现了两个新元素并分别命名为gamma alpha和gamma beta。后来证实gamma beta和钐是同一元素。1886年布瓦博德朗制得纯净的gamma alpha，并确定它是一种新元素。命名为gadolinium，元素符号Gd。这是为了纪念芬兰矿物学家加多林（J．Gadonlin）。 钆、钐、镨、钕都是从当时被认为是一种稀土元素的didymium中分离出来的。由于它们的发现，didymium不再被保留。而正是它们的发现打开了发现稀土元素的第三道大门，是发现稀土元素的第三阶段。但这仅是完成了第三阶段的一半工作。确切的讲应该是打开了铈的大门或完成了铈的分离，另一半就将是打开钇的大门或是完成钇的分离。
矿藏分布
当下世界上已知的稀土矿物及含有稀土元素的矿物有250多种，稀土元素含量较高的矿物有60多种，有工业价值的不到10种。中国稀土资源极其丰富，其特点可概括为：储量大、品种全、有价值的元素含量高、分布广。中国稀土的工业储量（按氧化物计）是国外稀土工业储量的2.2倍。国外稀土资源集中在美国、印度、巴西、澳大利亚和苏联等国，工业储量（按氧化物计）为701.11万吨。
物理性质
钆为银白色金属，有延展性，熔点1313°C，沸点3266°C，密度7.9004克/厘米³。钆在室温下有磁性。钆在干燥空气中比较稳定，在湿空气中失去光泽；钆有最高的热中子俘获面，可用作反应堆控制材料和防护材料；用钆盐经磁化制冷可获得接近绝对零度的超低温。1880年，瑞士的马里格纳克将“钐”分离成两个元素，其中一个由索里特证实是钐元素，另一个元素得到波依斯包德莱的研究确认，1886年，马里格纳克为了纪念钇元素的发现者，研究稀土的先驱荷兰化学家加多林（Gado Linium），将这个新元素命名为钆。钆在现代技术革新中将起重要作用。
金属钆 CAS号：7440-54-2 元素名称：钆 元素在太阳中的含量:(ppm)：0.002 元素在海水中的含量:(ppm)：太平洋表面 0.0000006 地壳中含量：（ppm）：7.7 元素原子量：157.25 氧化态： Main Gd+2, Gd+3 Other晶体结构：晶胞为六方晶胞。
金属钆 晶胞参数： a = 363.6 pm b = 363.6 pm c = 578.26 pm α = 90° β = 90° γ = 120° 维氏硬度：570MPa 声音在其中的传播速率：（m/S） 2680电离能 (kJ /mol)
钆铁合金 M - M+ 592.5 M+ - M2+ 1167 M2+ - M3+ 1990 M3+ - M4+ 4250 相对原子质量：157.25 常见化合价： +3 电负性： 1.2 外围电子层排布：4f7 5d1 6s2 核外电子排布： 2,8,18,25,9,2 核电荷数：64 晶体类型：密排六方 同位素及放射线： Gd-148[75y] Gd-150[1800000y] Gd-152(放 α[1.1E11y]) Gd-154 Gd-155 Gd-156 Gd-157 *Gd-158 Gd-159[18.6h] Gd-160 Gd-162[8.4m] 元素周期表的位置：64 电子层分布情况: 2-8-18-25-9-2 电子层：K-L-M-N-O-P 电子亲合和能： 0 KJ·mol-1 第一电离能： 594 KJ·mol-1 第二电离能： 1170 KJ·mol-1 第三电离能： 0 KJ·mol-1 单质密度： 7.895 g/cm3 单质熔点： 1311.0 ℃ 单质沸点： 3233.0 ℃ 原子半径： 2.54 埃 离子半径： 0.938(+3) 埃 共价半径： 1.61 埃 体积弹性模量：Gpa：37.9 原子化焓：kJ /mol @25℃：352 热容：J /（mol· K）：37.03 导电性：10^6/(cm ·Ω )：0.00736 导热系数：W/（m·K）：10.6 熔化热:(千焦/摩尔)：10.050 汽化热:(千焦/摩尔) ：359.40 元素在宇宙中的含量:(ppm)：0.002 原子体积:(立方厘米/摩尔) ：19.9
化学性质
能与水缓慢反应；溶于酸形成相应的盐。 元素用途：常用作原子反应堆中吸收中子的材料。也用于微波技术、彩色电视机的萤光粉。 在潮湿的空气中变晦暗。溶于酸，不溶于水。氧化物为白色粉状。盐类无色。有良好的超导电性能、高磁矩及室温居里点等特殊性能。钆有以下同位素：152Gd、154Gd~158Gd、160Gd。
套用
套用领域
钆的重要性质是7个轨道上每个轨道有一个电子，是稀土元素中最大数的不成对电子。依存这个不成对电子的磁力矩最大，可以期待这个特性能够被有效利用。
医疗领域： 在医疗套用方面，钆-二乙烯二胺五醋酸(DTPA)的络合物，正好可以像X射线造影剂钡那样，作为MRI（磁共振成像诊断）的画面浓淡的调节剂来使用。也就是利用钆周围的水受到钆原子核磁场力矩的影响，显示出和没有受到影响的水性质不同这一点，使用对照画面，有利于病情的诊断。
工业领域：已经为人所熟知的被称为磁冷冻的工业技术，就是将受到磁场作用变为磁铁时发热，撤掉磁场磁性消失时吸热的性质用于冷却的利用。可以制造小型高效的制冷器。 在磁泡记忆装置中，使用钆-钾-石榴石作为媒体物质。磁泡记忆就是在物质的垂直方向上加上磁场，使其变成了圆筒状的磁场，把磁场加强，不久就产生这个磁场消失的现象。利用磁泡记忆装置可以存储信息，一般被用于信息收藏。 钆的其他用途是与铽和镝一样用于光纤、光碟。光磁记录是用光来代替磁读取磁化处和未被磁化处，具有高密度，可改写记录的特征。
核能领域：在原子能工业中，利用铕和钆的同位素的中子吸收截面大的特性，作轻水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收剂。 利用钆是所有元素中对热中子强烈反应的特点，除用于原子反应堆的控制外，还可以将不可见中子用钆吸收并使之发光，作为在X线胶卷上感光的萤光化剂使用。
具体用途
它的主要用途有： （1）其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振（NMR）成像信号。 （2）其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线萤光屏的基质栅网。 （3）在钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。 （4）在无Camot循环限制时，可用作固态磁致冷介质。 （5）用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，以保证核反应的安全。 （6）用作钐钴磁体的添加剂，以保证性能不随温度而变化。 另外，氧化钆与镧一起使用，有助于玻璃化区域的变化和提高玻璃的热稳定性。氧化钆还可用于制造电容器、x射线增感屏。 在世界上目前正在努力开发钆及其合金在磁致冷方面的套用，现已取得突破性进展，室温下采用超导磁体、金属钆或其合金为致冷介质的磁冰柜已经问世。
制备 ...
钆，源自矽铍钆矿石。可由氟化钆GdF3·2H2O用钙还原而制得。
