Gadolinium (Gd), unsur kimia, rare-earth metal dari seri
lantanida dari tabel periodik.
Gadolinium adalah logam putih keperakan yang cukup stabil di
udara, cukup ulet, dan cukup keras, meskipun dapat ternoda di udara, Gadolinium
membentuk lapisan film tipis Gd2O3 di permukaan.
Gadolinium bereaksi lambat dengan air dan cepat dengan asam-kecuali asam
fluorida (HF) yang diencerkan, di mana terbentuk lapisan pelindung stabil GdF3
dan mencegah logam dari reaksi lebih lanjut. Gadolinium adalah satu-satunya
lantanida yang bersifat feromagnetik dekat suhu kamar; Titik Curie nya adalah
293 K (20 ° C, atau 68 ° F). Di atas suhu ini logam Gadolinium bersifat
paramagnet sangat kuat.
Gadolinium ditemukan oleh Jean-Charles de Galissard Marignac
dan Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran. Marignac (1880) mepisahkan sebuah rare-earth
yang baru (oksida logam) dari mineral samarskit, dan Lecoq de Boisbaudran (1886) memperoleh sampel yang cukup murni
dari bumi yang sama, yang dengan persetujuan Marignac ia beri nama gadolinia,
yaitu mineral yang terjadi yang merupakan nama kimiawan Finlandia Johan
Gadolin. Gadolinium terjadi di banyak mineral bersama dengan unsur rare-earth
lainnya, terutama diperoleh dari bastnasite. Gadolinium juga ditemukan dalam
produk fisi nuklir. Dalam kerak bumi kelimpahan gadolinium seperti nikel dan
arsenik.
Di alam, unsur Gadolinium terjadi sebagai campuran enam
isotop stabil -gadolinium 158 (24,84 persen), gadolinium-160 (21,86 persen),
gadolinium-156 (20,47 persen), gadolinium-157 (15,65 persen), gadolinium-155
(14,8 persen), dan gadolinium-154 (2,18 persen) -dan satu isotop radioaktif,
gadolinium-152 (0,20 persen). Isotop ganjil memiliki daya serap penampang nuklir
sangat tinggi, dengan gadolinium-157 mencapai 259.000 lumbung. Akibatnya,
campuran alami dari isotop gadolinium juga memiliki lintas penyerapan bagian
nuklir yang sangat tinggi pada urutan 49.000 lumbung. Tidak termasuk isomer
nuklir, sebanyak 32 isotop radioaktif gadolinium mulai massa 133-169 dan
memiliki paruh dari 1,1 detik (gadolinium-135) hingga 1,08 × 1014
tahun (gadolinium-152) telah ditandai.
Pemisahan komersial logam Gadolinium dilakukan dengan
menggunakan teknik ekstraksi atau pertukaran ion pelarut. Logam Gadolinium telah
diproduksi oleh reduksi metallothermic dari garam anhidrat klorida dengan
kalsium. Gadolinium ada dalam dua bentuk allotropic. α-fase-hexagonal
close-packed dengan = 3,6336 Å dan c = 5,7810 Å pada suhu kamar. β-fase body-centred
cubic dengan = 4.06 Å pada 1,265 ° C (2.309 ° F).
Kegunaan utama senyawa gadolinium termasuk tempat untuk
fosfor untuk lampu neon, mengintensifkan layar sinar-X, dan scintillators untuk
tomografi sinar-X, dan sebagai magnetic resonance imaging (MRI) agen kontras
(dalam bentuk kelat yang larut dalam air). Kegunaan lain Gadolinium ialah dalam
perisai dan batang kendali reaktor nuklir (karena penampang penyerapan
nuklirnya sangat tinggi) dan sebagai komponen yttrium gadolinium garnet, yang
digunakan dalam komunikasi.
Gadolinium sulfat, GD2 (SO4) 3-7H2O,
digunakan oleh ahli kimia Amerika William F. Giauque dan mahasiswa pascasarjana
nya DP MacDougal pada tahun 1933 mencapai suhu di bawah 1 K (-272 ° C, atau
-458 ° F) untuk demagnetisasi adiabatik. Metal gadolinium digunakan oleh Gerald
V. Brown sebagai elemen aktif dekat suhu kamar untuk prototipe kulkas magnet,
yang pada 1976-1978 mencapai rentang suhu hampir 80 ° C (176 ° F) dengan
menggunakan medan magnet dari 7 teslas dan cairan panas pertukaran berbasis
air. Sejak itu logam Gadolinium menjadi bahan refrigeran magnetik pilihan untuk
berbagai perangkat pendinginan magnetik laboratorium yang terus beroperasi.
Pada tahun 1997 ilmuwan Amerika Vitalij Pecharsky dan Karl Gschneidner, Jr.,
menemukan efek magnetocaloric raksasa di senyawa Gd5 (Si1 - xGex)
4; Penemuan ini memberikan dorongan yang kuat terhadap pengembangan
dan komersialisasi teknologi pendinginan magnetik.
Gadolinium menampilkan keadaan oksidasi +3 dalam semua
senyawanya; berperilaku sebagai rare-earth yang khas. Garamnya berwarna putih,
dan larutannya tidak berwarna.
Properti
elemen
|
|
nomor atom
|
64
|
berat atom
|
157,25
|
titik lebur
|
1.313 ° C (2395 ° F)
|
Titik didih
|
3273 ° C (5923 ° F)
|
berat jenis
|
7,901 (24 ° C, atau 75 ° F)
|
oksidasi
|
+3
|
konfigurasi elektron
|
[Xe]4f 75d16s2
|