Gadolínio
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O gadolínio (nomeado em homenagem ao químico Gadolin) é um elemento químico de símbolo Gd e de número atómico igual a 64 (64 prótons e 64 elétrons). À temperatura ambiente, o gadolínio encontra-se no estado sólido. Faz parte do grupo das terras raras.
Foi descoberto em 1880 por Galissard de Marignac.
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| Geral | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nome, símbolo, número |
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| Classe , série química | Metal , transição interna ( Lantanídio ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo , periodo, bloco | _ , 6 , f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidade, dureza | 7901 kg/m3, sem dado | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cor e aparência | Branco prateado |
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| Propriedades atômicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massa atómica | 157,25(3) u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio médio† | 188 picómetro | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio atómico calculado | 233 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio covalente | Sem dados | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio de van der Waals | Sem dados | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuração electrónica | [Xe]6s²5d¹4f7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado de oxidação (óxido) | 3 (levemente básico) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estrutura cristalina | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado da matéria | Sólido (ferromagnético) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 1585 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | 3523 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporização | 359,4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusão | 10,05 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pressão de vapor | 24400 Pa at 1585 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidade do som | 2680 m/s at 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Informações diversas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Eletronegatividade | 1,20 (Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 230 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade elétrica | 0,736 x 106 m-1·Ω-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 10,6 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1° Potencial de ionização | 593,4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2° potencial de ionização | 1170 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3° potencial de ionização | 1990 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4° potencial de ionização | 4250 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos mais estáveis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unidades SI e condições CNPT, exceto onde indicado o contrário | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Índice |
[editar] Características principais
O gadolínio é uma terra rara, branco prateado, maleável, dúctil com um brilho metálico. Se cristaliza na forma hexagonal que é a forma alfa, na 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, expõem a superfície a uma oxidação adicional. O gadolínio reage lentamente com a água e é solúvel em ácido diluido.
O gadolínio tem a mais elevada secção de captura de neutrons 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 superconductor abaixo de uma temperature crítica de 1.083 K. É fortemente magnético em temperatura ambiente, pelo fato de de ser o único metal a apresentar propriedades ferromagnéticas , a exceção dos metais de transição do período 4 da tabela periódica.
[editar] Aplicações
- Cristais de gadolínio e ítrio tem aplicações em microondas.
- Compostos de gadolínio são usados para a produção de fosfório, ativador de cor em tubos de TV coloridas.
- Soluções de compostos de gadolínio são usados como contrastes intravenosos para realçar imagens em ressonância magnética.
- O gadolínio é usado para a manufatura de compact discs ( CD's ) e memórias de computador.
- É usados como componente de materiais para a fabricação de telescópios a lasers.
- O gadolínio possui propriedades metalúrgicas incomuns. Em quantidades pequenas, próximas de 1% , adicionado a ligas de ferro , cromo ou outras, melhora a facilidade de trabalho com estas ligas e aumenta a resistência a corrosão e as elevadas temperaturas.
[editar] História
Em 1880, o químico suiço Jean Charles Galissard de Marignac observou linhas espectroscópicas ,devido a presença do gadolínio, em amostras de didímio e gadolinita.
O químico francês Paul Émile Lecoq de Boisbaudran , em 1886 , trabalhando independentemente de Marignac, separou o gadolínio da Ytria ( óxido de gadolínio ) , componente do mineral Ytterbia, identificado, em 1845, por Mosander. O elemento só foi isolado na forma pura, pela primeira vez, recentemente.
O gadolínio, como o mineral gadolinita, foi nomeado em homenagem ao químico e geólogo finlandês Johan Gadolin.
[editar] Ocorrência
O gadolínio nunca é encontrado livre na natureza, porém compõem diversos minerais como a gadolinita, monazita e bastnasita. É preparado, atualmente, por técnicas como troca iônica e extração de solvente, ou por redução de seu fluoreto anidro com cálcio metálico.
[editar] Compostos
Os compostos do gadolínio principais são:
- Fluoretos: GdF3
- Cloretos: GdCl3
- Brometos: GBr3
- Iodetos: GdI3
- Óxidos: Gd2O3
- Sulfetos: Gd2S3
- Nitretos: GdN
[editar] Isótopos
O gadolínio natural é composto por 5 isótopos estáveis: 154-Gd, 155-Gd, 156-Gd, 157-Gd e 158-Gd, e 2 radioisótopos , 152-Gd e 160-Gd, sendo o 158-Gd o mais abundante (abundância natural de 24.84%).
30 radioisótopos tem sido caracterizados, sendo os mais estáveis o 160-Gd com uma meia-vida de 1,3 . 1021 anos, o 152-Gd com uma meia-vida de 1,08 . 1014 anos e o 150-Gd 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 143m-Gd ( t½ 110 segundos ), o 145m-Gd ( t½ 85 segundos) e o 141m-Gd ( t½ 24.5 ).
O primeiro modo de decaimento antes do isótopo mais estável, 158-Gd, é a captura eletrônica, e o primeiro modo após é a emissão beta menos. Os primeiros produtos de decaimento antes do 158-Gd são os isótopos do elemento Eu (Európio) e os primeiros produtos após são os isótopos do elemento Tb (térbio).
[editar] Papel biológico
O gadolínio não apresenta nenhum papel biológico conhecido, entretato relata-se que que é um estimulante do metabolismo. Em animais aquáticos provoca danos nas membranas celulares.
[editar] Precauções
Como os demais lantanídios, os compostos do gadolínio apresentam toxidade de baixa a moderada, embora sua toxidade não fosse investigada em detalhe.
