Gadolinium, Element 64 van die periodieke tabel.
Lanthanide in die periodieke tabel is 'n groot gesin, en hul chemiese eienskappe is baie soortgelyk aan mekaar, so dit is moeilik om dit te skei. In 1789 het die Finse chemikus John Gadolin 'n metaaloksied verkry en die eerste seldsame aardoksied ontdek -Yttrium (iii) oksiedDeur middel van ontleding, die opening van die ontdekkinggeskiedenis van seldsame aardelemente. In 1880 ontdek die Sweedse wetenskaplike Demeriak twee nuwe elemente, waarvan een later bevestig issamarium, en die ander een is amptelik geïdentifiseer as 'n nuwe element, Gadolinium, nadat hy deur die Franse chemikus Debuwa Bodeland gesuiwer is.
Gadolinium -element is afkomstig van silikonberillium gadoliniumerts, wat goedkoop, sag van tekstuur is, goed in smeebaarheid, magneties by kamertemperatuur en 'n relatief aktiewe skaars aardelement is. Dit is relatief stabiel in droë lug, maar verloor sy glans in humiditeit, en vorm los en maklik losgemaakte vlok soos wit oksiede. As dit in die lug verbrand word, kan dit wit oksiede opwek. Gadolinium reageer stadig met water en kan in suur oplos om kleurlose soute te vorm. Die chemiese eienskappe is baie soortgelyk aan ander lantanied, maar die optiese en magnetiese eienskappe is effens anders. Gadolinium is paramagnetisme by kamertemperatuur en ferromagneties na afkoeling. Die eienskappe daarvan kan gebruik word om permanente magnete te verbeter.
Met behulp van die paramagnetisme van gadolinium, het die Gadolinium -middel wat geproduseer is, 'n goeie kontrasmiddel vir NMR geword. Die selfnavorsing van kernmagnetiese resonansbeeldingstegnologie is begin, en daar was 6 Nobelpryse wat daarmee verband hou. Kernmagnetiese resonansie word hoofsaaklik veroorsaak deur die draaibeweging van atoomkerne, en die draaibeweging van verskillende atoomkerne wissel. Op grond van die elektromagnetiese golwe wat deur verskillende verswakking in verskillende strukturele omgewings vrygestel word, kan die posisie en tipe atoomkerne wat hierdie voorwerp uitmaak, bepaal word, en die interne strukturele beeld van die voorwerp kan getrek word. Onder die werking van 'n magnetiese veld kom die sein van kernmagnetiese resonansbeeldingstegnologie van die draai van sekere atoomkerne, soos waterstofkerne in water. Hierdie spin -kerne word egter verhit in die RF -veld van magnetiese resonansie, soortgelyk aan 'n mikrogolfoond, wat tipies die sein van magnetiese resonansbeeldingstegnologie verswak. Gadoliniumioon het nie net 'n baie sterk spin -magnetiese oomblik nie, wat die draai van die atoomkern help, verbeter die herkenningswaarskynlikheid van siek weefsel, maar hou ook wonderbaarlik koel. Gadolinium het egter 'n sekere toksisiteit, en in medisyne word chelerende ligande gebruik om gadoliniumione te omhul om te voorkom dat hulle menslike weefsels binnedring.
Gadolinium het 'n sterk magnetokaloriese effek by kamertemperatuur, en die temperatuur daarvan wissel met die intensiteit van die magneetveld, wat 'n interessante toepassing - magnetiese verkoeling. As gevolg van die oriëntasie van die magnetiese dipool, sal die magnetiese materiaal onder 'n sekere eksterne magnetiese veld warm word tydens die koelproses. As die magneetveld verwyder en geïsoleer word, daal die materiaaltemperatuur. Hierdie soort magnetiese verkoeling kan die gebruik van koelmiddels soos Freon verminder en vinnig afkoel. Op die oomblik probeer die wêreld die toepassing van gadolinium en sy legerings op hierdie gebied ontwikkel en lewer 'n klein en doeltreffende magnetiese koeler. Onder die gebruik van gadolinium kan ultra-lae temperature bereik word, dus staan gadolinium ook bekend as die 'koudste metaal ter wêreld'.
Gadolinium-isotope GD-155 en GD-157 het die grootste dwarssnit van termiese neutronabsorpsie onder alle natuurlike isotope, en kan 'n klein hoeveelheid gadolinium gebruik om die normale werking van kernreaktore te beheer. Dus is gadolinium -gebaseerde ligwaterreaktore en gadoliniumbeheerstaaf gebore, wat die veiligheid van kernreaktors kan verbeter terwyl dit die koste verlaag.
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 toe nie, maar blokkeer ook die weerkaatsing van eggo's in die optiese vesel, wat die suiwerheid van optiese seintransmissie verseker en die transmissie-doeltreffendheid van liggolwe verbeter. Gadolinium Gallium Garnet is een van die beste substraatmateriaal om optiese isolators te maak.
Postyd: Jul-06-2023