Gadolinium, element 64 van die periodieke tabel.
Lantanied in die periodieke tabel is 'n groot familie, en hul chemiese eienskappe is baie soortgelyk aan mekaar, so dit is moeilik om hulle te skei. In 1789 het die Finse chemikus John Gadolin 'n metaaloksied verkry en die eerste seldsame aardoksied ontdek -Yttrium(III)oksieddeur ontleding, die ontdekkingsgeskiedenis van seldsame aardelemente oop te maak. In 1880 het die Sweedse wetenskaplike Demerak twee nuwe elemente ontdek, waarvan een later bevestig is assamarium, en die ander is amptelik geïdentifiseer as 'n nuwe element, gadolinium, nadat dit deur die Franse chemikus Debuwa Bodeland gesuiwer is.
Gadolinium-element is afkomstig van silikon-berillium gadoliniumerts, wat goedkoop, sag in tekstuur, goed in rekbaarheid, magneties by kamertemperatuur is, en 'n relatief aktiewe seldsame aardelement is. Dit is relatief stabiel in droë lug, maar verloor sy glans in humiditeit en vorm los en maklik losmaakbare vlokkies soos wit oksiede. Wanneer dit in lug verbrand word, kan dit wit oksiede genereer. Gadolinium reageer stadig met water en kan in suur oplos om kleurlose soute te vorm. Die chemiese eienskappe daarvan stem baie ooreen met ander Lantanied, maar sy optiese en magnetiese eienskappe verskil effens. Gadolinium is paramagnetisme by kamertemperatuur en ferromagneties na afkoeling. Die eienskappe daarvan kan gebruik word om permanente magnete te verbeter.
Deur die paramagnetisme van gadolinium te gebruik, het die gadoliniummiddel wat geproduseer word, 'n goeie kontrasmiddel vir KMR geword. Die selfnavorsing van kernmagnetiese resonansbeeldingstegnologie is begin, en daar was 6 Nobelpryse wat daarmee verband hou. Kernmagnetiese resonansie word hoofsaaklik veroorsaak deur die spinbeweging van atoomkerne, en die spinbeweging van verskillende atoomkerne wissel. Gebaseer op die elektromagnetiese golwe wat deur verskillende verswakking in verskillende strukturele omgewings uitgestraal word, kan die posisie en tipe atoomkerne waaruit hierdie voorwerp bestaan, bepaal word, en die interne strukturele beeld van die voorwerp kan geteken word. Onder die werking van 'n magnetiese veld kom die sein van kernmagnetiese resonansiebeeldtegnologie van die spin van sekere atoomkerne, soos waterstofkerne in water. Hierdie spin-bekwame kerne word egter in die RF-veld van magnetiese resonansie verhit, soortgelyk aan 'n mikrogolfoond, wat tipies die sein van magnetiese resonansiebeeldtegnologie verswak. Gadoliniumioon het nie net 'n baie sterk Spin-magnetiese moment nie, wat die spin van die atoomkern help, die herkenningswaarskynlikheid van siek weefsel verbeter, maar ook wonderbaarlik koel hou. Gadolinium het egter sekere toksisiteit, en in medisyne word chelaatvormende ligande gebruik om gadoliniumione in te kap om te verhoed dat hulle menslike weefsel binnedring.
Gadolinium het 'n sterk magnetokaloriese effek by kamertemperatuur, en die temperatuur daarvan wissel met die intensiteit van die magnetiese veld, wat 'n interessante toepassing - magnetiese verkoeling - na vore bring. Tydens die verkoelingsproses, as gevolg van die oriëntasie van die magnetiese dipool, sal die magnetiese materiaal onder 'n sekere eksterne magneetveld verhit. Wanneer die magneetveld verwyder en geïsoleer word, neem die materiaaltemperatuur af. Hierdie soort magnetiese verkoeling kan die gebruik van koelmiddels soos Freon verminder en vinnig afkoel. Op die oomblik probeer die wêreld om die toepassing van gadolinium en sy allooie in hierdie veld te ontwikkel, en 'n klein en doeltreffende magnetiese koeler te produseer. Onder die gebruik van gadolinium kan ultra-lae temperature bereik word, dus staan gadolinium ook bekend as die "koudste metaal in die wêreld".
Gadolinium isotope Gd-155 en Gd-157 het die grootste termiese neutron Absorpsie deursnit onder alle natuurlike isotope, en kan 'n klein hoeveelheid gadolinium gebruik om die normale werking van kernreaktore te beheer. Dus is gadoliniumgebaseerde ligwaterreaktore en gadoliniumbeheerstaaf gebore, wat die veiligheid van kernreaktore kan verbeter terwyl koste verminder word.
Gadolinium het ook uitstekende optiese eienskappe en kan gebruik word om optiese isolators te maak, soortgelyk aan diodes in stroombane, ook bekend as liguitstralende diodes. Hierdie tipe lig-emitterende diode laat nie net lig in een rigting deur nie, maar blokkeer ook die weerkaatsing van eggo's in die optiese vesel, wat die suiwerheid van optiese seinoordrag verseker en die transmissiedoeltreffendheid van liggolwe verbeter. Gadolinium gallium granaat is een van die beste substraat materiale vir die maak van optiese isolators.
Postyd: Jul-06-2023