Štruktúra gadolinio, vlastnosti, získanie, použitie, použitia

On Gadolinio Je to kov patriaci skupine lantanidov, vzácnych zemín, ktorých chemický symbol je GD. Predstavuje v neprítomnosti oxidu striebornú bielu farbu. Je stabilný v suchom vzduchu, ale oxidovaný vlhkým vzduchom, ktorý tvorí tmavý oxid. Reaguje tiež s horúcou vodou za vzniku hydroxidu gadolínia.

Fluorescenčná forma fluorescenčného komplexu gadolinio a predstavuje ďalšie konkrétne fyzikálne vlastnosti: je magneto-kariéria, to znamená, že jeho teplota závisí od existujúceho magnetického poľa. Je to okrem paramagnetického prvku, ktorý sa stáva feromagnetickým pri nízkych teplotách.

Vzorka kovového gadolinia. Zdroj: Hi-res obrázky chemických prvkov/cc od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)

Gadolinio má Curie bod 17 ° C. Má množstvo 5.2 ppm v Zeme Cortez. Jeho prítomnosť bola demonštrovaná v niektorých zeleninách, ako je kôpor, červená repa a rímsky šalát.

Gadolinio objavil v roku 1800 Jean de Marignac štúdiom oxidu gadolínia získaného od minerálu Samarskity. Paradoxne má minerál gadolinitu iba stopy tohto kovu, ktorého skutočný mineralogický zdroj sa skladá z monacitových a bastnäsitových minerálov.

[TOC]

Objavenie

Gadolinio objavil v roku 1880 švajčiarsky chemik Jean Charles Gelissard de Marignac. Tento vedec sa podarilo identifikovať v oxidu, získanom z minerálu Samarskita, nového spektroskopického záznamu, ktorý sa potom preukázal, že zodpovedal tomu, čo predstavuje kov Gadolinium.

Existuje znak, že Marignac pripravil oxid gadolinium z rudy Cerita namiesto Samarskita a nazval oxid ako „gadolinia“.  V roku 1886 francúzsky chemik Paul Emile LaCog v Boisbaudranovi podarilo izolovať kov Gadolinium z jeho oxidu.

To slúžilo na potvrdenie Marignacových zistení a pripisovanie objavu Gadolinia. Z Boisbaudran, po konzultácii s Marignacom, pridelil nový kov meno Gadolinio na počesť minerálskeho minerálskeho storočia: John Gadolin.

Môže vám slúžiť: kyslé soli (oxizály)

John Gadolin (1760-1752) bol fínsky chemik, ktorý v roku 1792 skúmal čierny minerál zozbieraný v blízkosti Štokholmu a zistil, že obsahuje 38% oxidu vzácnej krajiny, ktorú nazval Iria.

V roku 1800 sa minerál nazýval gadolín ako gadolinita. Neskôr sa však preukázalo, že nebol zvlášť bohatý na Gadolinio, ale že sotva mal stopy tohto kovu.

Chemická štruktúra gadolinia

Gadolinio môže prijať dve kryštalické štruktúry:

-Kompaktný šesťuholník (HCP) pri teplote miestnosti, nazývaný a-GD

-Kubický sústredený v tele (BCC) nad 1235 ° C, ktorý je znázornený ako p-gd

Elektronická konfigurácia

Elektronická konfigurácia gadolinia

Skrátená elektronická konfigurácia Gadolinio je:

[Xe] 4f⁷ 5 D¹ 6s²

Malo by mať osem elektrónov na orbitáloch 4F, pretože je ôsmym členom Lantanidov; Ale namiesto toho má sedem, s elektrónom v 5D orbitáli. Toto je jedna z mnohých nezrovnalostí v poradí naplnenia orbitálov.

Vlastnosti gadolinia

Fyzický vzhľad

Strieborný biely tuhý kov. Gadolinio je ťažný a kovový kov.

Atómové číslo

64

Molárna hmota

157 g/mol

Bod topenia

1312 ° C

Bod varu

3000 ° C

Hustota

7.90 g/cm³

Fúzne teplo

10.05 kJ/mol

Odparovanie

301.3 kJ/mol

Oxidačné stavy

0, +1, +2 a +3, ktoré sú posledné (GD³⁺) Najdôležitejší stav oxidácie.

Elektronegativita

1.2 v Pauling Scale

Ionizačné energie

Najprv: 593.4 kJ/mol

Po druhé: 1170 kj/mol

Tretie: 1190 kj/mol

Magnetizmus

Pri teplotách pod 20 ° C (Curie 17 ° C) sa správa ako feromagnetický kov, to znamená, že priťahuje magnety. A pri teplotách vyšších ako 20 ° C sa správa ako paramagnetický kov.

Gadolinio má vlastnosť termo-magnetického, pretože pri vstupe do magnetického poľa zvyšuje svoju teplotu; a klesá pri odchode. Okrem toho má Gadolinio vysokú hodnotu elektrického odporu (131 uΩ-cm).

Môže vám slúžiť: chromatogram

Reaktivita

Väčšina zlúčenín tvorených gadoliniom je s Valencia +3. Kov je stabilný v suchom vzduchu, ale je poškvrnený mokrým vzduchom, ktorý tvorí spodný oxid, GD₂Ani₃, to potom stmaví a nechráni ho pred následnými oxidáciami.

Gadolinio nie je rozpustný v studenej vode, ale je schopný reagovať s horúcou vodou za vzniku hydroxidu gadolínia, GD (OH)₃. Gadolinio je silné redukčné činidlo, ktoré pôsobí znížením oxidov kovov.

Reaguje tiež so všetkými halogénmi za vzniku bielych halogenidov; S výnimkou gadolinium jodidu, ktorý je žltý. Reaguje s kyselinami s výnimkou kyseliny fluórhy, s ktorou tvorí ochrannú vrstvu.

Získanie

Rovnako ako mnoho vzácnych zemín, aj Gadolinio je ekonomicky získané od minerálov Monacita a Bastnäsita. Akonáhle sa tieto minerály získajú, sú rozdrvené, aby ich znížili na fragmenty, a tak začali proces izolácie.

Prvým krokom je ošetrenie minerálnych fragmentov kyselinou chlorovodíkovou na transformáciu nerozpustných oxidov na rozpustné chloridy. Potom sa filtrovaná kvapalina neutralizuje pridaním hydroxidu sodného na úpravu pH medzi 3 a 4, čím sa vytvorí zrážanie hydroxidu tória.

Hranolky na gadolinio. Zdroj: W. Oelen, CC BY-SA 3.0, cez Wikimedia Commons

Potom sa ošetrí supernatant s oxalátom amónneho tak, aby došlo k tvorbe nerozpustných oxalátov vzácnych zemín. Tieto oxaláty sú zahrievané na ich premenu na oxidy, ktoré sú ošetrené kyselinou dusičnou, čo vytvára zrážanie cerio.

Supernatant je ošetrený dusičnanom horečnatý, čím sa vytvorí dvojité kryštalizované soli gadolinium, Samárium a Europio, ktoré sa môžu oddeliť pomocou chromatografie iónovej výmeny.

Kovové gadolinium sa dá konečne získať z jeho oxidov alebo solí, ktoré ich berú na 1450 ° C, a ich zníženie vápnikom v inertnej argónovej atmosfére.

Použitie/aplikácie

Magnetické chladenie

Zliatiny Gadolinio, Siliconio a Germanio, obsadené spoločnosťou Arco, demonštrujú magneto-kororický efekt. To znamená, že jeho teplota je ovplyvnená intenzitou magnetického poľa, do ktorého sú vystavené. Táto nehnuteľnosť slúži ako základ pre založenie magnetického chladenia.

Môže vám slúžiť: 1-okteno: Charakteristiky, syntéza, použitie, bezpečnostný list

Priemyselný pracovník

Gadolinium sa používa v zliatinách železa a chrómu na zlepšenie vysokých teplôt a odolnosti proti korózii.

Jeho zlúčeniny sa používajú ako zelený fosfor vo farebných televíznych skúmavkách. Gadolinium sa tiež používa ako zdroj fosforu vo fluorescenčných žiarovkách, zintenzívňujúcich obrazovkách X -Bray a vretenárskych tokov pre tomografiu X -BAY Tomografia.

Gadolinio sa používa s ititrium pri výrobe granátov, ktoré majú mikrovlnnú aplikáciu. Používa sa tiež pri výrobe magnetov, elektronických komponentov, ako sú videorekordéry a kompaktné disky (CD) a počítačové spomienky.

Jadrová reaktory

Vďaka svojmu prierezu má Gadolinio veľkú kapacitu na zachytenie neutrónov, čo umožňuje jeho použitie ako štít a kontrolnú lištu v jadrových reaktoroch.

Lekári

Magnetické charakteristiky gadolinia umožnili jeho použitie na vytvorenie komplexov kontrastov, ktoré boli užitočné v obrazoch magnetickej rezonancie (RMI).  Kontrastný materiál sa vstrekuje intravenózne, čo umožňuje niektoré z nasledujúcich lekárskych štúdií:

-Stav vývoja rakovinových nádorov

-Srdcové obrázky perfúzie, s charakterizáciou srdcového tkaniva a kvantifikáciou fibrózy myokardu

-Diagnostika u pacientov s abnormalitami centrálneho nervového systému atď.

Kontrastný roztok Gadolinium sa vstrekne priamo do kolenných kĺbov, lakťa a ramena, aby sa dosiahli obrazy magnetickej rezonancie jeho integrity a prevádzky.

Odkazy

1. Triasť a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Galíny. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Šošovica B.Vložka. (2020). Galíny. Získané z: Lentech.com
4. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2020). Galíny.  PubChem Comunund Zhrnutie pre CID 23974. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
5. DR. Doug Stewart. (2020). Fakty o gadolinium. Získané z: Chemicool.com
6. Redaktori Enyclopaedia Britannica. (2020). Tón. Získané z: Britannica.com
7. Elsevier B.Vložka. (2020). Galíny. Vedecký. Zdroj: ScienceDirect.com