Gadolinio, elemento 64 da táboa periódica.
Os lantánidos da táboa periódica son unha gran familia e as súas propiedades químicas son moi similares entre si, polo que é difícil separalos. En 1789, o químico finlandés John Gadolin obtivo un óxido metálico e descubriu o primeiro óxido de terras raras:Óxido de itrio (III).a través da análise, abrindo a historia do descubrimento de elementos de terras raras. En 1880, o científico sueco Demeriak descubriu dous novos elementos, un dos cales máis tarde confirmouse que erasamario, e o outro foi identificado oficialmente como un elemento novo, o gadolinio, despois de ser purificado polo químico francés Debuwa Bodeland.
O elemento gadolinio orixínase a partir do mineral de gadolinio berilio silicio, que é barato, de textura suave, boa ductilidade, magnético a temperatura ambiente e é un elemento de terras raras relativamente activo. É relativamente estable no aire seco, pero perde o seu brillo coa humidade, formando escamas soltas e facilmente desprendibles como óxidos brancos. Cando se queima no aire, pode xerar óxidos brancos. O gadolinio reacciona lentamente coa auga e pode disolverse en ácido para formar sales incoloras. As súas propiedades químicas son moi similares ás doutros lantánidos, pero as súas propiedades ópticas e magnéticas son lixeiramente diferentes. O gadolinio é paramagnetismo a temperatura ambiente e ferromagnético despois do arrefriamento. As súas características pódense utilizar para mellorar os imáns permanentes.
Usando o paramagnetismo do gadolinio, o axente de gadolinio producido converteuse nun bo axente de contraste para a RMN. A autoinvestigación da tecnoloxía de imaxe de resonancia magnética nuclear iniciouse e houbo 6 premios Nobel relacionados con ela. A resonancia magnética nuclear é causada principalmente polo movemento de espín dos núcleos atómicos, e o movemento de espín dos diferentes núcleos atómicos varía. A partir das ondas electromagnéticas emitidas por diferentes atenuacións en diferentes ambientes estruturais, pódese determinar a posición e o tipo de núcleos atómicos que forman este obxecto e debuxar a imaxe estrutural interna do obxecto. Baixo a acción dun campo magnético, o sinal da tecnoloxía de imaxe de resonancia magnética nuclear provén do xiro de certos núcleos atómicos, como os núcleos de hidróxeno na auga. Non obstante, estes núcleos capaces de xirar quéntanse no campo de RF da resonancia magnética, de forma similar a un forno de microondas, que normalmente debilita o sinal da tecnoloxía de imaxe de resonancia magnética. O ión de gadolinio non só ten un momento magnético Spin moi forte, que axuda á rotación do núcleo atómico, mellora a probabilidade de recoñecemento do tecido enfermo, senón que tamén se mantén fresco milagrosamente. Non obstante, o gadolinio ten certa toxicidade e, en medicina, úsanse ligandos quelantes para encapsular ións de gadolinio para evitar que entren nos tecidos humanos.
O gadolinio ten un forte efecto magnetocalórico a temperatura ambiente, e a súa temperatura varía coa intensidade do campo magnético, o que presenta unha aplicación interesante: a refrixeración magnética. Durante o proceso de refrixeración, debido á orientación do dipolo magnético, o material magnético quentarase baixo un determinado campo magnético externo. Cando o campo magnético é eliminado e illado, a temperatura do material diminúe. Este tipo de arrefriamento magnético pode reducir o uso de refrixerantes como o freón e arrefriarse rapidamente. Na actualidade, o mundo está tentando desenvolver a aplicación do gadolinio e as súas aliaxes neste campo, e producir un arrefriador magnético pequeno e eficiente. Co uso de gadolinio pódense acadar temperaturas ultra baixas, polo que o gadolinio tamén é coñecido como o "metal máis frío do mundo".
Os isótopos de gadolinio Gd-155 e Gd-157 teñen a maior sección transversal de absorción de neutróns térmicos entre todos os isótopos naturais e poden usar unha pequena cantidade de gadolinio para controlar o funcionamento normal dos reactores nucleares. Así, naceron os reactores de auga lixeira a base de gadolinio e a barra de control de gadolinio, que poden mellorar a seguridade dos reactores nucleares reducindo custos.
O gadolinio tamén ten excelentes propiedades ópticas e pódese usar para fabricar illantes ópticos, semellantes aos díodos dos circuítos, tamén coñecidos como díodos emisores de luz. Este tipo de díodo emisor de luz non só permite que a luz pase nunha dirección, senón que tamén bloquea a reflexión dos ecos na fibra óptica, garantindo a pureza da transmisión do sinal óptico e mellorando a eficiencia de transmisión das ondas luminosas. O granate de gadolinio galio é un dos mellores materiais de substrato para facer illantes ópticos.
Hora de publicación: 06-Xul-2023