Gadolinio para niños
Datos para niños Europio ← Gadolinio → Terbio |
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| Tabla completa • Tabla ampliada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Información general | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | Gadolinio, Gd, 64 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie química | Lantánidos | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | -, 6, f | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atómica | 157,25 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [Xe] 4f7 5d1 6s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Mohs | (37 HV) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrones por nivel | 2, 8, 18, 25, 9, 2 (imagen) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | Blanco plateado | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio medio | 188 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 1,20 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico (calc) | 233 pm (radio de Bohr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado(s) de oxidación | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Óxido | Levemente básico | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.ª energía de ionización | 593,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.ª energía de ionización | 1170 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.ª energía de ionización | 1990 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.ª energía de ionización | 4250 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líneas espectrales |
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| Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado ordinario | sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad | 7901 kg/m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 1585 K (1312 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 3523 K (3250 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 359,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 10,05 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión de vapor | 24400 Pa at 1585 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Varios | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | hexagonal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 230 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 0,736·106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 10,6 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistencia máxima | 190 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo elástico | 54,8 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | 2680 m/s a 293,15 K (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Isótopos del gadolinio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El gadolinio es un elemento químico que se encuentra en la tabla periódica. Su símbolo es Gd y su número atómico es 64. Es un metal raro de color blanco plateado, que se puede moldear y estirar fácilmente. En la naturaleza, siempre se encuentra combinado con otras sustancias. Cada año se producen alrededor de 400 toneladas de gadolinio en el mundo.
Una característica interesante del gadolinio es que su magnetismo cambia con la temperatura. Por encima de los 18.85 °C, se comporta como un material paramagnético (se atrae débilmente a un imán). Por debajo de esa temperatura, se vuelve ferromagnético, lo que significa que se atrae fuertemente a un imán.
El gadolinio fue descubierto en 1880 por Jean Charles Galissard de Marignac. Él lo encontró al estudiar un mineral llamado gadolinita. El nombre del elemento viene de este mineral, que a su vez fue nombrado en honor al químico finlandés Johan Gadolin. El gadolinio puro fue aislado por primera vez por el químico Paul Émile Lecoq de Boisbaudran alrededor de 1886.
El gadolinio tiene propiedades especiales que lo hacen útil. Por ejemplo, añadir solo un 1% de gadolinio puede hacer que metales como el hierro o el cromo sean más fáciles de trabajar y más resistentes a la oxidación (cuando se oxidan) a altas temperaturas. También puede absorber neutrones, por lo que se usa para proteger contra la radiación en lugares como los reactores nucleares.
Como muchos elementos de su tipo, el gadolinio puede formar iones que brillan bajo ciertas condiciones. Estos iones se usan en algunas aplicaciones que necesitan luz.
En medicina, ciertos compuestos de gadolinio se usan en las resonancias magnéticas (IRM). Estos compuestos ayudan a que las imágenes del cuerpo sean más claras. Es importante que los médicos evalúen bien a cada paciente antes de usarlo, especialmente si tienen problemas de riñón. Aunque se pensaba que el cuerpo eliminaba todo el gadolinio rápidamente, estudios recientes sugieren que una pequeña parte puede quedarse en los tejidos. Por eso, los expertos recomiendan usarlo con cuidado.
Contenido
¿Cómo se descubrió el gadolinio?
El nombre del gadolinio viene del mineral gadolinita. Este mineral fue nombrado en honor a Johan Gadolin, un químico y geólogo de Finlandia.
En 1880, el químico suizo Jean Charles Galissard de Marignac notó unas líneas especiales en el espectro de luz de muestras de gadolinita. Estas líneas indicaban la presencia de un nuevo elemento. Él logró separar un óxido de este nuevo elemento y lo llamó "gadolinia". Por eso, se le considera el descubridor del gadolinio. Años más tarde, en 1886, el químico francés Paul Émile Lecoq de Boisbaudran fue quien consiguió aislar el gadolinio en su forma pura, como metal.
Propiedades del gadolinio
¿Qué aspecto tiene el gadolinio?
El gadolinio es el octavo elemento de la serie de los lantánidos. En la tabla periódica, se encuentra entre el europio y el terbio. Es un metal de color blanco plateado, que se puede moldear y estirar fácilmente.
Sus 64 electrones están organizados de una manera específica. Como la mayoría de los lantánidos, el gadolinio suele usar tres de sus electrones para formar enlaces químicos.
¿Cómo se comporta el gadolinio con el calor?
A temperatura ambiente, el gadolinio tiene una estructura cristalina hexagonal. Pero si se calienta a más de 1235 °C, cambia a una estructura cúbica.
El isótopo gadolinio-157 es muy bueno para absorber neutrones lentos. De hecho, es el mejor de todos los elementos estables para esta tarea.
El gadolinio es ferromagnético (se comporta como un imán fuerte) a temperaturas por debajo de los 20 °C. Por encima de esta temperatura, es paramagnético (se atrae débilmente a un imán).
También tiene un efecto llamado magnetocalórico. Esto significa que su temperatura sube cuando entra en un campo magnético y baja cuando sale de él. Este efecto es aún más fuerte en algunas aleaciones de gadolinio, lo que lo hace útil para la refrigeración magnética.
¿Cómo reacciona el gadolinio con otras sustancias?
El gadolinio se combina con la mayoría de los elementos para formar compuestos. También puede unirse con el nitrógeno, carbono, azufre, fósforo, boro, selenio, silicio y arsénico a altas temperaturas.
A diferencia de otros elementos de su tipo, el gadolinio metálico es bastante estable en aire seco. Sin embargo, en aire húmedo, pierde su brillo rápidamente y forma un óxido que se desprende, dejando expuesta más superficie para que se oxide.
El gadolinio es un agente reductor fuerte. Esto significa que puede quitar el oxígeno de los óxidos de otros metales. Reacciona lentamente con agua fría y más rápido con agua caliente, formando hidróxido de gadolinio.
También reacciona con los halógenos (como el cloro o el bromo) a temperaturas de unos 200 °C.
Compuestos de gadolinio
En la mayoría de sus compuestos, el gadolinio tiene un estado de oxidación de +3. Esto significa que sus átomos pierden tres electrones. Sin embargo, en raras ocasiones, puede tener otros estados de oxidación.
Los compuestos de gadolinio se usan en las resonancias magnéticas (IRM) en medicina. Se inyectan en el cuerpo para ayudar a los médicos a ver mejor los órganos y tejidos.
Usos del gadolinio
El gadolinio se usa en la refrigeración magnética para la industria y la ciencia, gracias a su efecto magnetocalórico. Sin embargo, es costoso y a veces se necesita arsénico en su producción, lo que limita su uso en refrigeradores domésticos.
En medicina, se utiliza como sustancia de contraste en las resonancias magnéticas. Esto ayuda a obtener imágenes más claras del interior del cuerpo. Es muy importante que los profesionales de la salud informen a los pacientes sobre los beneficios y posibles riesgos, especialmente si tienen problemas de riñón. También deben hacer pruebas para asegurarse de que el paciente puede recibir el gadolinio de forma segura.
El nitrato de gadolinio se usa en las centrales nucleares para controlar las reacciones. Se inyecta en el sistema de enfriamiento para ayudar a detener la reacción nuclear, complementando las barras de control. También se mezcla con el combustible de óxido de uranio en algunas centrales para ayudar a regular la reacción.
Galería de imágenes
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Líneas espectrales del gadolinio.
Véase también
En inglés: Gadolinium Facts for Kids
