Profundización

Elementos de la Tabla Periódica

Gadolinio

Símbolo: Gd

Es un elemento metálico blanco-plateado de número atómico 64. El gadolinio es uno de los elementos del grupo de los lantánidos del sistema periódico.

Clasificación: Metales de transición  Grupo 3  Lantánidos  Tierras raras  Serie de elementos Lantánidos


Número Atómico: 64

Masa Atómica: 157,25

Número de protones/electrones: 64

Número de neutrones (Isótopo 157-Gd): 93

Estructura electrónica: [Xe] 4f7 5d1 6s2

Electrones en los niveles de energía:
2, 8, 18, 25, 9, 2

Números de oxidación: +2, +3



Electronegatividad: 1,20
Energía de ionización (kJ.mol-1): 592
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): <50
Radio atómico (pm): 180
Radio iónico (pm) (carga del ion): 97(+3)


Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 15,5
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 311,7


Punto de Fusión (ºC): 1313

Punto de Ebullición (ºC): 3273

Densidad (kg/m3): 7900; (25 ºC)

Volumen atómico (cm3/mol): 19,91

Estructura cristalina: Hexagonal

Color: Plateado



Vida Media:

Siete isótopos naturales: 152-Gd (1,08x1014 años, 0,20%), 154-Gd (2,18%), 155-Gd (14,80%), 156-Gd (20,47%), 157-Gd (15,65%), 158-Gd (24,84%), 160-Gd (21,86%). Veintisiete inestables: el de mayor larga vida es 150-Gd (1,79x106 años) y el de menor es 139-Gd (4,9 segundos).


Descubierto en: 1880

Descubierto por: El óxido de gadolinio fue separado por vez primera de los otros elementos del grupo de los lantánidos por el químico suizo Jean de Marignac en 1880 ...pero debe su nombre al químico finlandés John Gadolin.

Fuentes: Minerales: Gadolinita (Y2FeBe2[SiO4]2O2),
monacita, samarskita ([Y,Er,Ca,Fe,Mn,Sn,W,U,Ce][(Nb,Ta)2O7]3).

Usos: Reactores nucleares. Memoria de ordenadores.


Curiosidades sobre el elemento:

Constituye el 6,2x10-4% en peso de la corteza. El nombre proviene de la gadolinita, un mineral nombrado en honor del químico finlandés Johan Gadolin. El metal se obtiene de este mineral. El óxido de gadolinio (gadolinia), fue obtenido por Marignac en 1880 e independientemente por Lecoq de Boisbaudran en 1886 a partir de la tierra de itrio (itria) de Mosander. Se encuentra en otros minerales: monacita (CePO4 con Y, Th, La,...), bastnäsita ((Ce,La,Dy)[CO3F]) son las dos fuentes comerciales. Con el desarrollo de las técnicas de intercambio iónico se puede disponer de ésta y las demás tierras raras de una forma relativamente abundante y a precios rentables.

A partir del fluoruro anhidro se puede obtener el metal por reducción con calcio.

Como los otros metales lantánidos, el gadolinio es blanco plateado, con brillo metálico, pesado, blando, maleable y dúctil. Es ferromagnético. El gadolinio es único por su alto momento magnético y por su temperatura de Curie(*) (16ºC). Esto sugiere aplicaciones en dispositivos magnéticos que puedan captar el frío y el calor.

Presenta dos modificaciones: a temperatura ambiente cristaliza en el sistema hexagonal, a-Gd; por encima de 1235ºC se transforma en b-Gd, cúbica centrada en el cuerpo.

Es relativamente estable en aire seco; sin embargo, pierde el brillo en aire húmedo y forma una capa de óxido poco compacta que se exfolia y expone más superficie a la oxidación. El metal reacciona lentamente con agua y se disuelve en ácidos diluidos.

El gadolinio, y en concreto dos de sus isótopos, el 155-Gd y 157-Gd, tienen excelentes características de captura de neutrones térmicos (la más alta de cualquier elemento conocido), pero están presentes en bajas concentraciones. Como consecuencia, el gadolinio se calienta rápidamente por lo que su uso en las varillas de control nucleares es limitado.

Los granates de gadolinio-itrio tienen aplicación en microondas y los compuestos de gadolinio en los tubos de televisión en color.

Tiene extraordinarias propiedades superconductoras.

Un 1% de gadolinio mejora las características de trabajo y resistencia a altas temperaturas y a la oxidación del hierro, cromo y aleaciones que los contienen.

El sulfato de etilo y gadolinio tiene unas características de bajo ruido y se puede emplear en duplicar el rendimiento de amplificadores como el maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation = Amplificación de microondas por emisión estimulada de radiaciones).


 

(*)Temperatura o punto de Curie: temperatura por encima de la cual una sustancia ferromagnética pierde sus propiedades características y empieza a comportarse como paramagnética.