Gadolinium

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Données  v · d · m
Europium - Gadolinium - Terbium - Gd Cm         64 Gd                                                                                                                                                                                                                                           Table complète - Table étendue
Général
Nom, Symbole, Numéro	Gadolinium, Gd, 64
Série chimique	Lanthanides
Groupe, Période, Bloc	L/A, 6, f
Masse volumique	7900 kg/m3
Couleur	blanc argenté
Propriétés atomiques
Masse atomique	157.25 u
Rayon atomique (calc)	188 (233) pm
Rayon de covalence	ND pm
Rayon de van der Waals	ND pm
Configuration électronique	[Xe]6s²5d¹4f7
Électrons par niveau d'énergie	2, 8, 18, 25, 9, 2
État(s) d'oxydation	3
Oxyde	basique
Structure cristalline	Hexagonale
Propriétés physiques
État ordinaire	solide
Température de fusion	1585 K
Température de vaporisation	3539 K
Énergie de fusion	10.05 kJ/mol
Énergie de vaporisation	359.4 kJ/mol
Volume molaire	19.90 ×10-6 m3/mol
Pression de la vapeur	24400 Pa à 1585 K
Vélocité du son	2680 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling)	1.20
Chaleur massique	230 J/(kg·K)
Conductivité électrique	0.736 106 S/m
Conductivité thermique	10.6 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation	593.4 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation	1170 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation	1990 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation	4250 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD 144Gd 3.07% stable avec 82 neutrons 146Gd {syn.} 1.03E+8 a α 2.529 142Nd 152Gd 0.20% 1.08E+14 a α 2.205 148Sm 154Gd 2.18% stable avec 90 neutrons 155Gd 14.80% stable avec 91 neutrons 156Gd 20.47% stable avec 92 neutrons 157Gd 15.65% stable avec 93 neutrons 158Gd 24.84% stable avec 94 neutrons 160Gd 21.86% 1.3E+21 a double β- no data 160Dy
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le gadolinium est un élément chimique, de symbole Gd et de numéro atomique 64.

[modifier] Caractéristiques notables

Le gadolinium est un métal des terres rares. Il est gris argent, malléable et ductile à la température ambiante.
Il cristallise sous forme hexagonale à température ambiante, mais possède une autre forme allotropique connue sous le nom de forme béta, de structure cubique à corps centré au-dessus de 1508 K.

Le gadolinium est assez stable dans l'air sec. En revanche, il s'oxyde rapidement dans l'air humide. Le gadolinium réagit lentement avec l'eau et est soluble dans les acides dilués.

L'oxyde de gadolinium a été isolé en 1880 par Jean Charles Galissard de Marignac et Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran prépara le métal pur en 1886. Son nom provient du minerai duquel il a été d'abord obtenu, la gadolinite.

Il est ferromagnétique et son point de Curie est 293 K soit environ 20 °C. Il a la plus grande capacité d'absorption des neutrons thermiques des éléments naturels (49000 barns).

La toxicité du gadolinium dans ses composés n'est pas complètement connue, mais est à priori faible; des composés du gadolinium sont utilisés en médecine comme agent de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique.

Il est aujourd'hui principalement extrait de la monazite ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄) et de la bastnasite ((Ce, La,Y)CO₃F).

[modifier] Utilisation

• Alliages: On ajoute du gadolinium (jusqu'à concurrence de 1 %) à de l'acier au chrome pour améliorer la dureté et les propriétés de transformation.

• On utilise le grenat de gadolinium-gallium(GGG) de Gd₃Ga₅O₁₂ pour fabriquer des lasers, une fois dopé avec le néodyme, l'ytterbium ou le dysprosium. Des développements sont en cours pour mettre au point des lasers à rayons X avec le Nd:GGG, Le GGG est également utilisé comme substrat pour la fabrication de composants (ferrites) hyperfréquence en couche mince.

• Substance phosphorescente dans des tubes cathodiques
• Alliages supraconducteurs
• Agent de contraste dans l'imagerie par résonance magnétique (IRM) où il est associé avec un chélateur ou un ligand qui inhibe ses propriétés toxiques (par compétitivité avec le calcium).
• Absorbant neutronique sous sa forme oxydé Gd₂O₃ dans certains réacteurs nucléaires afin d'en limiter la réactivité en début de vie grâce aux propriétés neutrophage des isotopes ¹⁵⁵Gd et ¹⁵⁷Gd qui par capture se transforme en isotope ¹⁵⁶Gd et ¹⁵⁸Gd non absorbants.

[modifier] Voir aussi