گادولینیوم، یکی از عناصر خاکی کمیاب و سبک، عضوی از خانواده لانتانیدها است. این فلز با ویژگی‌های خاص خود، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. در اینجا به برخی از حقایق جالب در مورد گادولینیوم می‌پردازیم:

1. گادولینیوم فلزی نقره‌ای، چکش‌خوار و مفتول‌پذیر با جلای فلزی است. این عنصر خاصیت فلورسانس دارد و معمولاً ته رنگی مایل به زرد کمرنگ از خود نشان می‌دهد.
2. همانند سایر عناصر خاکی کمیاب، گادولینیوم به شکل خالص در طبیعت یافت نمی‌شود. منبع اصلی این عنصر، کانی گادولینیت است. همچنین در سایر سنگ معدن‌های خاکی کمیاب مانند مونازیت و باستناسیت نیز یافت می‌شود.
3. در دماهای پایین، گادولینیوم خاصیت فرومغناطیسی بیشتری نسبت به آهن دارد. به عبارت دیگر، میدان مغناطیسی قوی‌تری ایجاد می‌کند.
4. گادولینیوم خواص ابررسانایی دارد. این ویژگی، آن را در کاربردهای خاص الکترونیکی ارزشمند می‌سازد.
5. گادولینیوم خاصیت مغناطوکالری دارد. این بدان معناست که با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی، دمای آن افزایش می‌یابد و با حذف میدان، دما کاهش پیدا می‌کند.
6. لكوک دی بویسباودران در سال 1886 گادولینیوم را از اکسید آن جدا کرد. او این عنصر را به افتخار شیمیدان فنلاندی، یوهان گادولین، کاشف اولین عنصر خاکی کمیاب، نامگذاری کرد.
7. شیمیدان و مهندس فرانسوی، فلیکس ترومبه، اولین کسی بود که در سال 1935 گادولینیوم را به طور خالص تهیه کرد.
8. گادولینیوم بالاترین سطح مقطع نوترونی حرارتی را در بین تمام عناصر دارد. این ویژگی در کاربردهای هسته‌ای بسیار مهم است.
9. گادولینیوم در میله‌های کنترل رآکتورهای هسته‌ای برای تنظیم شکافت هسته‌ای استفاده می‌شود.
10. این عنصر به منظور افزایش کنتراست تصویر به بدن بیماران MRI تزریق می‌شود.
11. کاربردهای دیگر گادولینیوم شامل تولید برخی از آلیاژهای آهن و کروم، تراشه‌های کامپیوتری و سی‌دی‌ها، اجاق‌های مایکروویو و تلویزیون‌ها است.
12. فلز خالص در هوا نسبتاً پایدار است، اما در هوای مرطوب کدر می‌شود. به آرامی در آب واکنش نشان می‌دهد و در اسید رقیق حل می‌شود. در دماهای بالا، گادولینیوم با اکسیژن واکنش می‌دهد.

ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی گادولینیوم

گادولینیوم، عنصری با ویژگی‌های منحصر به فرد، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می‌کند. در ادامه، به برخی از مهم‌ترین خواص فیزیکی و شیمیایی این عنصر خاکی کمیاب اشاره می‌کنیم:

• نام عنصر: گادولینیوم
• عدد اتمی: 64
• نماد شیمیایی: Gd
• وزن اتمی: 157.25
• کاشف: ژان دو مارینیاک (1880، سوئیس)
• آرایش الکترونی: [Xe] 4f7 5d1 6s2
• دسته‌بندی عنصر: خاکی کمیاب (لانتانید)
• ریشه لغوی: نامگذاری شده بر اساس کانی گادولینیت
• چگالی (g/cc): 7.900
• نقطه ذوب (K): 1586
• نقطه جوش (K): 3539
• شکل ظاهری: فلز نقره‌ای-سفید، نرم و چکش‌خوار
• شعاع اتمی (pm): 179
• حجم اتمی (cc/mol): 19.9
• شعاع کووالانسی (pm): 161
• شعاع یونی: 93.8 (+3e)
• گرمای ویژه (@20°C J/g mol): 0.230
• گرمای تبخیر (kJ/mol): 398
• الکترونگاتیوی پائولینگ: 1.20
• انرژی یونیزاسیون اول (kJ/mol): 594.2
• حالات اکسیداسیون: 3
• ساختار شبکه کریستالی: هگزاگونال
• ثابت شبکه (Å): 3.640
• نسبت C/A شبکه: 1.588