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钆于1880年由马里纳克Charles Galissard de Marignac在日内瓦发现。他早就怀疑Carl Mosander报告的didymium(镨钕混合物)并不是一种新的元素而是混合物。他的推测被在巴黎的Marc Delafontaine和Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran确认了,报告称它的光谱线会从不同的来源而变化。确实,在1879年他们已经从一些didymium中分离了钐,其是从发现于乌拉尔山脉的铌钇矿中提取的。在1880年,Marignac从didymium中提取了另一种新的稀土,Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran也在1886年实现了,后者称它为gadolinium(钆)。
自莫桑德尔先后发现镧、铒和铽以后,各国化学家特别注意从已发现的稀土元素去分离新的元素。在发现钐后的第2年,1880年瑞士科学家马里纳克发现了两个新元素并分别命名为gamma alpha和gamma beta。后来证实gamma beta和钐是同一元素。1886年布瓦博德朗制得纯净的gamma alpha,并确定它是一种新元素。命名为gadolinium,元素符号Gd。这是为了纪念芬兰矿物学家加多林(J.Gadonlin)。 钆、钐、镨、钕都是从当时被认为是一种稀土元素的didymium中分离出来的。由于它们的发现,didymium不再被保留。而正是它们的发现打开了发现稀土元素的第三道大门,是发现稀土元素的第三阶段。但这仅是完成了第三阶段的一半工作。确切的讲应该是打开了铈的大门或完成了铈的分离,另一半就将是打开钇的大门或是完成钇的分离。
矿藏分布
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当下世界上已知的稀土矿物及含有稀土元素的矿物有250多种,稀土元素含量较高的矿物有60多种,有工业价值的不到10种。中国稀土资源极其丰富,其特点可概括为:储量大、品种全、有价值的元素含量高、分布广。中国稀土的工业储量(按氧化物计)是国外稀土工业储量的2.2倍。国外稀土资源集中在美国、印度、巴西、澳大利亚和苏联等国,工业储量(按氧化物计)为701.11万吨。
物理性质
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钆为银白色金属,有延展性,熔点1313°C,沸点3273°C,密度7.901g/m3。钆在室温下有磁性。钆在干燥空气中比较稳定,在湿空气中失去光泽;钆有最高的热中子俘获面,可用作反应堆控制材料和防护材料;用钆盐经磁化制冷可获得接近绝对零度的超低温。1880年,瑞士的马里格纳克将“钐”分离成两个元素,其中一个由索里特证实是钐元素,另一个元素得到波依斯包德莱的研究确认,1886年,马里格纳克为了纪念钇元素的发现者,研究稀土的先驱荷兰化学家加多林(Gado Linium),将这个新元素命名为钆。钆在现代技术革新中将起重要作用。
CAS号:7440-54-2
元素名称:钆
元素在太阳中的含量(ppm):0.002
元素在海水中的含量(ppm):太平洋表面 0.0000006
地壳中含量(ppm):7.7
元素原子量:157.25
主要氧化态: +2,+3
晶体结构:晶胞为六方晶胞。
晶胞参数:
a= 363.6 pm
b= 363.6 pm
c= 578.26 pm
α= 90°
β= 90°
γ= 120°
维氏硬度:570MPa
声音在其中的传播速率(m/s) 2680
电离能 (kJ /mol):
M - M+592.5
M+- M2+1167
M2+- M3+1990
M3+- M4+4250
相对原子质量:157.25
电负性: 1.2
外围电子层排布:4f75d16s2
核外电子排布:2,8,18,25,9,2
核电荷数:64
单质密度: 7.901 g/cm3
单质熔点: 1313℃
单质沸点: 3273℃
原子半径: 2.54 埃
离子半径: 0.938(+3) 埃
共价半径: 1.61 埃
体积弹性模量Gpa:37.9
原子化焓kJ /mol @25℃:352
热容J /(mol· K):37.03
导电性106/(cm ·Ω):0.00736
导热系数W/(m·K):10.6
熔化热(kJ/mol):10.050
汽化热(kJ/mol):359.40
元素在宇宙中的含量(ppm):0.002
原子体积(cm3/mol) :19.9