ガドリニウム

ユウロピウム - ガドリニウム - テルビウム Gd Cm       周期表
一般特性
名称, 記号, 番号	ガドリニウム, Gd, 64
元素の分類	ランタノイド
族, 周期, ブロック	3, 6 , f
密度, 硬度	7901 kg/m3, no data
色	銀白色
原子特性
原子量	157.25(3) u
原子半径（計算値）	188 (233) pm
共有結合半径	no data
WDF半径	no data
電子配置	[Xe]6s25d14f7
電子殻	2, 8, 18, 25, 9, 2
酸化数（酸化物）	3（中度塩基性酸化物）
結晶構造	六方最密充填構造
物理特性
相	固体（強磁性）
融点	1585 K (1312 ℃、2394 °F)
沸点	3523 K (3273 ℃、5882 °F)
モル体積	19.90 ×10-3 m3/mol
気化熱	359.4 kJ/mol
融解熱	10.05 kJ/mol
蒸気圧	24400 Pa (1585 K)
音の伝わる速さ	2680 m/s (293.15 K)
その他
クラーク数	0.0006 %
電気陰性度	1.20 （ポーリング）
比熱容量	230 J/(kg*K)
導電率	0.736 ×106 S m−1
熱伝導率	10.6 W/(m*K)
第1イオン化エネルギー	593.4 kJ/mol
第2イオン化エネルギー	1170 kJ/mol
第3イオン化エネルギー	1990 kJ/mol
第4イオン化エネルギー	4250 kJ/mol
（比較的）安定同素体
同位体 NA 半減期 DM DE MeV DP 152Gd 0.20% 1.08×1014 年 α 2.205 148Sm 154Gd 2.18% 中性子90個で安定。 155Gd 14.80% 中性子91個で安定。 156Gd 20.47% 中性子92個で安定。 157Gd 15.65% 中性子93個で安定。 158Gd 24.84% 中性子94個で安定。 160Gd 21.86% 1.3×1021 年 β-β-   160Dy

ガドリニウム(Gadolinium)：原子番号64の元素。元素記号は Gd。希土類元素の一つ（ランタノイドにも属す）。

性質

銀白色（白色）の金属。常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。比重は、7.9、融点は 1312℃、沸点は約3000℃。水にゆっくりと溶け、酸には易溶。原子価は、3価。

ガドリニウムは、4f軌道（最大で14個の電子が詰まる）が、占有可能な電子数の半分にあたる7個の電子で占有されている。→合成スピン角運動量による磁気モーメントが最大となる（←フント則）。このことからガドリニウムは磁性材料やMRI検査用の造影剤に利用されている。

3価の陽イオンGd³⁺の電子配置も、球対称である4f⁷を取るため、化合物中の原子価も無色の3価が唯一安定な状態となる。

室温以下で強磁性も示し、そのキュリー点は20℃ (293.2 K)である。

また、ガドリニウムは中性子吸収断面積が非常に大きいので、原子炉の制御材料などに使われる。

歴史

ジャン・マリニャック (J.C.G.de Marignac) が1880年に発見。語源は、ガドリニウムを分離した鉱石、イットリア鉱石の主成分イットリウムの発見者である、フィンランドの鉱物学者ヨハン・ガドリン(J.Gadolin, 1760~1852)から。

ガドリニウムの化合物

• Gd₂O₃（酸化ガドリニウム、ガドリニアとも言う）
• Gd₃Ga₅O₁₂（ガドリニウムガリウムガーネット）

同位体

詳細は ガドリニウムの同位体 を参照

¹⁵³Gdは、X線吸光光度分析法や骨粗鬆症のための骨密度測定等のX線源として用いられる。