Гадолиний (Gd) в таблице Менделеева: период, группа, масса

Теория:

Гадолиний (Gd) в периодической системе: 6‑й период, 3‑я группа (по устаревшей классификации — III B), атомная масса 157,25 а.е.м.

Занимает положение в 6‑м периоде, что определяет его принадлежность к семейству лантаноидов — редкоземельных металлов с уникальными магнитными и нейтронно-поглощающими свойствами.

Будучи химическим аналогом других лантаноидов, он входит в состав большой группы f-элементов, расположенных после Лантана.

Нахождение Гадолиния в 3‑й группе (согласно длиннопериодному варианту) и специфическое заполнение f-подуровня обуславливают его ключевые параметры:

Наиболее характерную валентность III.

А также уникальную способность проявлять ферромагнитные свойства (при температурах ниже 20°C) и самый высокий среди всех элементов захват тепловых нейтронов.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s².

На которой наглядно можно определить его положение как f-блочного элемента, где 4f-подуровень заполнен ровно наполовину (7 электронов), что придает атому особую стабильность.

Гадолиний в таблице Менделеева можно определить на основании закона периодичности: положение в ряду лантаноидов период 6, группа III / Лантаноиды, а также по его порядковому номеру (Z = 64).

Содержание страницы

Как определить положение Гадолиния в Таблице Менделеева

Локация гадолиния в таблице описывается характеристиками его атомного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

Порядковый номер (атомный номер).
Наименование (название) элемента.
Группа (формально 3-я группа, семейство лантаноидов).
Период (горизонтальный ряд).
Электронное семейство (гадолиний — f‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 64)

Служит уникальным кодом элемента в системе.
В ядре — 64 протона; в нейтральной оболочке — 64 электрона.
Электронное строение: [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s².

Важно: Гадолиний обладает аномально высоким сечением захвата нейтронов, что делает его критически важным для управления ядерными реакторами и защиты от радиации.

Название и символ

Название: «гадолиний» (назван в честь финского химика Юхана Гадолина, первооткрывателя первой редкоземельной земли).
Символ: Gd.
Примечание: Элемент был спектроскопически обнаружен Жаном де Мариньяком в 1880 году и выделен в виде оксида Полем Лекоком де Буабодраном в 1886 году.

Чтобы определить гадолиний, можно воспользоваться его полной электронной формулой и сложить показатели степени — их сумма будет равна 64.

Группа (3 / III B)

Расположен в 3‑й группе (как и все лантаноиды, он является «вставкой» в 3-ю группу 6-го периода).

Химический потенциал:

Валентность гадолиния: наиболее стабильная валентность III.
Степень окисления: +3. Соединения гадолиния используются в качестве контрастных веществ при проведении МРТ.

Период (6‑й)

Находится в 6‑м периоде — его электроны распределены по шести энергетическим уровням.

Влияние на свойства:

Магнитный эффект: Гадолиний — единственный элемент, кроме железа, кобальта и никеля, который обладает сильными ферромагнитными свойствами вблизи комнатной температуры.
Стабильность подуровня: Наличие 7 электронов на f-орбитали (ровно половина от максимума) делает его химически менее активным по сравнению с соседями.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

Ar(Gd) ≈ 157,25 а.е.м.
Определение: средневзвешенное значение массы природных изотопов, которых у гадолиния семь.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

f‑Элемент (электронное семейство)

Застраивающимся является 4f‑подуровнь (4f⁷).

Специфика блока: Будучи f-элементом, гадолиний проявляет свойства, типичные для «иттриевой» подгруппы редкоземельных металлов, отличаясь высокой коррозионной стойкостью на сухом воздухе.

Определение энергетических уровней Гадолиния по Таблице Менделеева

Положение Гадолиния (Gd) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

1. 6-й период (Количество этажей)

Гадолиний находится в шестой строке таблицы. Номер периода определяет число электронных слоев.

Итог: У Гадолиния 6 энергетических уровней.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Гадолиния — 64. Его 64 электрона распределены по уровням следующим образом:

Gd ) 2 ) 8 ) 18 ) 25 ) 9 ) 2

3. 3-я группа (Химический характер)

Гадолиний входит в семейство лантаноидов.

f-элемент: Основные физико-химические черты определяются состоянием 4f-слоя.
Место в блоке: Считается «серединным» элементом ряда лантаноидов.

Проверка знаний: Как определить гадолиний по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Гадолиний (Gd) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер элемента в системе — 64.

2) Относится к семейству лантаноидов (6-й период).

3) Обладает самыми высокими способностями к захвату нейтронов.

4) Является инертным газом 8-й группы.

5) Находится в таблице Менделеева под номером 14 (Кремний).

6) Жидкий металл при комнатной температуре.

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 1, 2, 3

1) Номер 64. Точное место Гадолиния в системе.
2) Лантаноид, 6-й период. Определяет его принадлежность к f-блоку.
3) Захват нейтронов. Уникальное физическое свойство гадолиния, используемое в ядерной технике.
4) Ошибка. Гадолиний — это редкоземельный металл.
5) Ошибка. Под номером 14 находится Кремний, Гадолиний намного тяжелее.
6) Ошибка. Гадолиний — твердый металл, плавится при 1313°C.

Для полноценного понимания атомного строения, физических свойств и применения, переходите к нашей главной статье: гадолиний химический элемент.

Часто задаваемые вопросы:

Где находится Гадолиний в таблице Менделеева?

Гадолиний расположен в 6-м периоде. Он входит в семейство лантаноидов, которые формально принадлежат к 3-й группе. Его порядковый номер — 64.

Сколько у гадолиния электронных слоев?

У гадолиния 6 энергетических уровней (согласно номеру периода).

Электронная схема распределения: 2, 8, 18, 25, 9, 2.

Чем гадолиний отличается от других лантаноидов?

Главное отличие — магнитные свойства (ферромагнетизм при комнатной температуре) и исключительная способность поглощать нейтроны, что делает его уникальным «щитом» в атомной энергетике.