第 64 號元素:釓Gd · Gadolinium

釓ㄍㄚˊ(二聲)Gadolinium

注音 ㄍㄚˊ(二聲)·音同「軋」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:金屬 · 稀土金屬

釓(Gadolinium):釓金屬
釓金屬照片:未具名 · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons
原子序
64
元素符號
Gd
標準原子量
157.25± 0.01
週期
6
族
—
區塊
f 區

電子排布

[Xe]4f75d16s2

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=28
  3. M n=318
  4. N n=425
  5. O n=59
  6. P n=62

簡介

具特殊磁性的稀土金屬。釓錯合物常用作磁振造影(MRI)的顯影劑。

原子序 57–71,逐步填入 4f 軌域,多為稀土金屬。

資料附註

  • 本表未指定族:IUPAC 第 3 族工作小組 2021 年的臨時報告指出,第 3 族應為 Sc、Y、La、Ac 還是 Sc、Y、Lu、Lr,無法以客觀方式判定,屬於慣例選擇;本表採用報告提議的折衷方案 Sc、Y、Lu、Lr。

元素科學故事 · 釓(Gd)

最會捕捉中子的元素

已對照來源· 版本 2026-10-18

熱中子捕獲截面最高(49,000 邦)(LANL、Jefferson Lab)、gadolinite 與 Gadolin 字源(CIAAW、LANL)、Marignac 取得氧化物、1886 年 Lecoq de Boisbaudran 獨立分離並命名(CIAAW、LANL)、控制棒與釓-155、釓-157 比例低而很快失效(Jefferson Lab)、鐵磁性、居禮溫度在室溫附近可感應冷熱、1% 釓改善鐵鉻合金(LANL),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab 與 CIAAW 原文。來源差異:Marignac 的年份 Jefferson Lab 與 LANL 為 1880 年、CIAAW 為 1886 年,本文並陳。

在所有已知元素中,釓捕捉熱中子的能力最強。

以 Gadolin 命名

釓的名稱來自礦物矽鈹釔礦(gadolinite),而這種礦物是以芬蘭化學家 Johan Gadolin 命名的。瑞士化學家 Jean Charles Galissard de Marignac 最早取得它的氧化物(Jefferson Lab 與 Los Alamos 記為 1880 年,CIAAW 記為 1886 年);1886 年,Lecoq de Boisbaudran 獨立分離出它,並為它命名。

控制棒的難題

釓可以做成核反應爐的控制棒,但最擅長捕捉中子的兩種同位素釓-155 與釓-157 所占比例不高,因此釓控制棒很快就會失去效果。

室溫附近的磁性開關

釓具有鐵磁性,而它的居禮溫度(高於此溫度鐵磁性就會消失)恰好在室溫附近,因此可能用來製作能感應冷熱的磁性元件。只要加入 1% 的釓,就能提高鐵、鉻等合金耐高溫與抗氧化的能力。

延伸思考為什麼「鐵磁性會在某個溫度消失」這種性質,可以被用來感應冷熱?

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參考來源

  1. PubChem Element: Gadolinium(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18