가돌리늄

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가돌리늄(64Gd)
개요
영어명 Gadolinium
표준 원자량 (Ar, standard) 157.25(3)
주기율표 정보
수소 (이원자 비금속)
헬륨 (비활성 기체)
리튬 (알칼리 금속)
베릴륨 (알칼리 토금속)
붕소 (준금속)
탄소 (다원자 비금속)
질소 (이원자 비금속)
산소 (이원자 비금속)
플루오린 (이원자 비금속)
네온 (비활성 기체)
나트륨 (알칼리 금속)
마그네슘 (알칼리 토금속)
알루미늄 (전이후 금속)
규소 (준금속)
인 (다원자 비금속)
황 (다원자 비금속)
염소 (이원자 비금속)
아르곤 (비활성 기체)
칼륨 (알칼리 금속)
칼슘 (알칼리 토금속)
스칸듐 (전이 금속)
타이타늄 (전이 금속)
바나듐 (전이 금속)
크로뮴 (전이 금속)
망가니즈 (전이 금속)
철 (전이 금속)
코발트 (전이 금속)
니켈 (전이 금속)
구리 (전이 금속)
아연 (전이후 금속)
갈륨 (전이후 금속)
저마늄 (준금속)
비소 (준금속)
셀레늄 (다원자 비금속)
브로민 (이원자 비금속)
크립톤 (비활성 기체)
루비듐 (알칼리 금속)
스트론튬 (알칼리 토금속)
이트륨 (전이 금속)
지르코늄 (전이 금속)
나이오븀 (전이 금속)
몰리브데넘 (전이 금속)
테크네튬 (전이 금속)
루테늄 (전이 금속)
로듐 (전이 금속)
팔라듐 (전이 금속)
은 (전이 금속)
카드뮴 (전이후 금속)
인듐 (전이후 금속)
주석 (전이후 금속)
안티모니 (준금속)
텔루륨 (준금속)
아이오딘 (이원자 비금속)
제논 (비활성 기체)
세슘 (알칼리 금속)
바륨 (알칼리 토금속)
란타넘 (란타넘족)
세륨 (란타넘족)
프라세오디뮴 (란타넘족)
네오디뮴 (란타넘족)
프로메튬 (란타넘족)
사마륨 (란타넘족)
유로퓸 (란타넘족)
가돌리늄 (란타넘족)
터븀 (란타넘족)
디스프로슘 (란타넘족)
홀뮴 (란타넘족)
어븀 (란타넘족)
툴륨 (란타넘족)
이터븀 (란타넘족)
루테튬 (란타넘족)
하프늄 (전이 금속)
탄탈럼 (전이 금속)
텅스텐 (전이 금속)
레늄 (전이 금속)
오스뮴 (전이 금속)
이리듐 (전이 금속)
백금 (전이 금속)
금 (전이 금속)
수은 (전이후 금속)
탈륨 (전이후 금속)
납 (전이후 금속)
비스무트 (전이후 금속)
폴로늄 (전이후 금속)
아스타틴 (준금속)
라돈 (비활성 기체)
프랑슘 (알칼리 금속)
라듐 (알칼리 토금속)
악티늄 (악티늄족)
토륨 (악티늄족)
프로트악티늄 (악티늄족)
우라늄 (악티늄족)
넵투늄 (악티늄족)
플루토늄 (악티늄족)
아메리슘 (악티늄족)
퀴륨 (악티늄족)
버클륨 (악티늄족)
캘리포늄 (악티늄족)
아인슈타이늄 (악티늄족)
페르뮴 (악티늄족)
멘델레븀 (악티늄족)
노벨륨 (악티늄족)
로렌슘 (악티늄족)
러더포듐 (전이 금속)
더브늄 (전이 금속)
시보귬 (전이 금속)
보륨 (전이 금속)
하슘 (전이 금속)
마이트너륨 (화학적 특성 불명)
다름슈타튬 (화학적 특성 불명)
뢴트게늄 (화학적 특성 불명)
코페르니슘 (전이후 금속)
니호늄 (화학적 특성 불명)
플레로븀 (화학적 특성 불명)
모스코븀 (화학적 특성 불명)
리버모륨 (화학적 특성 불명)
테네신 (화학적 특성 불명)
오가네손 (화학적 특성 불명)
64 전자 껍질
64Gd
-

Gd

Cm
Eu GdTb
원자 번호 (Z) 64
n/a
주기 6주기
구역 f-구역
화학 계열 란타넘족
전자 배열 [Xe] 4f7 5d1 6s2
준위전자 2, 8, 18, 25, 9, 2
가돌리늄의 전자껍질 (2, 8, 18, 25, 9, 2)
물리적 성질
겉보기 은백색
상태 (STP) 고체
밀도 (near 상온) 7.90 g/cm3
융해열 10.05 kJ/mol
기화열 301.3 kJ/mol
몰열용량 37.03 J/(mol·K)
원자의 성질
산화 상태 3
(염기성 산화물)
전기 음성도 (폴링 척도) 1.20
이온화 에너지
  • 1차: 593.4 kJ/mol
  • 2차: 1170 kJ/mol
  • 3차: 1990 kJ/mol
원자 반지름 180 pm (실험값)
Gadolinium spectrum visible.png
스펙트럼 선
그 밖의 성질
결정 구조

육방정계

Hexagonal.svg
음속 thin rod 2680 m/s (20 °C)
열팽창 (100 °C) (α, poly)
9.4 µm/(m·K)
열전도율 10.6 W/(m·K)
영률 (α form) 54.8 GPa
비커스 굳기 570 MPa
CAS 번호 7440-54-2
동위체 존재비 반감기 DM DE
(MeV)
DP
152Gd 0.20% 1.08×1014 y α 2.205 148Sm
154Gd 2.18% 안정
155Gd 14.80% 안정
156Gd 20.47% 안정
157Gd 15.65% 안정
158Gd 24.84% 안정
160Gd 21.86% >1.3×1021y β-β- 1.7 160Dy

보기  토론  편집 | 출처

가돌리늄(←영어: Gadolinium 개덜리니엄[*], 문화어: 가돌리니움←독일어: Gadolinium 가돌리니움[*])은 화학 원소로 기호는 Gd(←라틴어: Gadolinium 가돌리니움[*]), 원자 번호는 64이다. 이 원소는 희토류 원소 중 하나이다. 핀란드의 화학자 요한 가돌린의 이름을 딴 원소이다. 은백색의 연성전성이 있는 금속으로 희토류 원소에 속한다. 1880년 스위스마리냐크(Jean Charles Galissard de Marignac)가 분광기를 이용해 처음 발견하여 이름을 붙였다. 1886년 프랑스의 화학자 르코크 드 부아보드랑이 최초로 순수한 형태로 분리하였다.

특성[편집]

물리적 특성[편집]

가돌리늄은 은백색의 연성과 전성이 있는 희토류 금속이다. 실온에서는 빽빽하게 배열된 α구조를 이루지만 1235℃(고체) 이상으로 가열하면 체심 입방 구조를 가지는 β구조로 전환된다. 157Gd는 안정한 핵종 중에서 중성자를 가장 많이 포획할 수 있다. 20℃ 이하에서는 강자성이며 그 이상의 온도에서는 강한 상자성을 나타낸다. 자기장에 들어가면 온도가 올라가고 다시 나오면 온도가 내려가는 자기 열량 효과를 보이는 원소이기도 하다.

동위 원소[편집]

자연에는 가돌리늄의 안정한 동위 원소 여섯 가지(154Gd,155Gd,156Gd,157Gd,158Gd,160Gd)가 존재하고 1가지의 방사성 동위 원소(152Gd)가 존재한다. 이 중 가장 많은 것은 158Gd으로 존재 비율은 24.84%이다. 29종류의 방사성 동위 원소가 알려져 있는데 이 중 가장 안정한 것은 152Gd으로 1.08×1014년의 반감기를 거쳐 알파 붕괴한다. 150Gd은 1.79×106년의 반감기를 가진다. 이외의 방사성 동위 원소들은 반감기가 74.7년 이하이다.

역사[편집]

가돌리늄이라는 이름은 핀란드의 화학자이자 지리학자인 요한 가돌린의 이름에서 따온 것이다. 1880년, 스위스의 화학자 마리냐크가돌리나이트라는 광물과 세라이트(세륨을 포함한 규산염 광물)에서 이 원소로 인해 생긴 선 스펙트럼을 관찰하였다. 이후, 세라이트에 더 많은 양의 가돌리늄이 있는 것으로 밝혀졌고 마리냐크는 여기서 가돌리늄 산화물(가돌리나)을 분리해내고 새로운 원소임을 확인하였다. 1886년 프랑스부아보드랑이 가돌리늄 산화물로부터 순수한 가돌리늄을 분리해냈다.

존재[편집]

가돌리늄은 다양한 종류의 광물에 포함되어 있다. 반응성이 큰 편이어서 순수한 상태로는 발견되지 않는다. 지각 속에는 6.2ppm 정도 함유되어 있다. 주 생산국은 중국, 미국, 브라질, 스리랑카, 인도, 호주 등이다. 매년 약 400톤 가량의 순수한 가돌리늄이 생산된다.

용도[편집]

가돌리늄은 널리 사용되지는 않지만 몇몇 특정한 분야에서 사용된다.

가돌리늄은 안정한 핵종 중에서 가장 중성자를 많이 흡수할 수 있다. 따라서 가돌리늄-157은 중성자를 이용해 종양을 제거하는 수술에 많이 사용된다. 중성자 방사선 사진술핵반응로의 차폐물로도 유용하게 사용된다. 캔두형 원자로에서 급하게 핵반응을 감속시켜야 할 경우에도 사용된다. 또, , 크로뮴 등의 금속에 1% 정도 혼합한 합금은 가열해도 공기 중에서 잘 산화되지 않고 금속공학적 특성이 뛰어나다. 자기장과 관련된 특성 때문에 MRI에도 사용되며 가돌리늄 화합물은 녹색 형광을 발하기 때문에 컬러 TV의 녹색 부분에 사용되기도 한다.

외부 링크[편집]