Гадолиний, периодтық жүйенің 64 элементі.
Периодтық жүйедегі лантанидтер үлкен отбасы болып табылады және олардың химиялық қасиеттері бір-біріне өте ұқсас, сондықтан оларды ажырату қиын. 1789 жылы фин химигі Джон Гадолин металл оксидін алып, бірінші сирек жер оксидін ашты -Итрий (III) оксидіталдау арқылы сирек жер элементтерінің ашылу тарихын ашу. 1880 жылы швед ғалымы Демериак екі жаңа элемент ашты, олардың біреуі кейінірек расталды.самарий, ал екіншісі француз химигі Дебува Боделанд тазартқаннан кейін ресми түрде жаңа элемент, гадолиний ретінде анықталды.
Гадолиний элементі кремний бериллий гадолиний кенінен шыққан, ол арзан, құрылымы жұмсақ, иілгіштігі жақсы, бөлме температурасында магнитті және салыстырмалы түрде белсенді сирек жер элементі болып табылады. Ол құрғақ ауада салыстырмалы түрде тұрақты, бірақ ылғалдылықта жылтырлығын жоғалтып, ақ оксидтер тәрізді борпылдақ және оңай ажырайтын қабыршақтарды түзеді. Ауада жанған кезде ол ақ оксидтер түзе алады. Гадолиний сумен баяу әрекеттеседі және қышқылда түссіз тұздар түзе алады. Оның химиялық қасиеттері басқа лантанидтерге өте ұқсас, бірақ оның оптикалық және магниттік қасиеттері сәл өзгеше. Гадолиний - бөлме температурасында парамагнетизм және салқындағаннан кейін ферромагниттік. Оның сипаттамалары тұрақты магниттерді жақсарту үшін пайдаланылуы мүмкін.
Гадолинийдің парамагнетизмін пайдалана отырып, өндірілген гадолиний агенті ЯМР үшін жақсы контраст агенті болды. Ядролық магниттік-резонансты бейнелеу технологиясының өзіндік зерттеулері басталды және оған байланысты 6 Нобель сыйлығы берілді. Ядролық магниттік резонанс негізінен атом ядроларының спиндік қозғалысымен туындайды, ал әртүрлі атом ядроларының спиндік қозғалысы әртүрлі болады. Әртүрлі құрылымдық ортада әртүрлі әлсіреу арқылы шығарылатын электромагниттік толқындардың негізінде осы объектіні құрайтын атом ядроларының орны мен түрін анықтауға болады, объектінің ішкі құрылымдық бейнесін салуға болады. Магниттік өрістің әсерінен ядролық магниттік-резонансты бейнелеу технологиясының сигналы судағы сутегі ядролары сияқты белгілі бір атомдық ядролардың спинінен келеді. Дегенмен, бұл айналдыруға қабілетті ядролар әдетте магниттік-резонанстық бейнелеу технологиясының сигналын әлсірететін микротолқынды пешке ұқсас магниттік резонанстың РЖ өрісінде қызады. Гадолиний ионының атом ядросының айналуына көмектесетін, ауру тіндерді тану ықтималдығын жақсартатын өте күшті Spin магниттік моменті ғана емес, сонымен қатар керемет түрде салқындықты сақтайды. Дегенмен, гадолинийдің белгілі бір уыттылығы бар, ал медицинада гадолиний иондарының адам ұлпаларына түсуіне жол бермеу үшін оларды инкапсуляциялау үшін хелаттық лигандтар қолданылады.
Гадолиний бөлме температурасында күшті магнитокалориялық әсерге ие және оның температурасы магнит өрісінің қарқындылығына байланысты өзгереді, бұл қызықты қолдануды - магниттік тоңазытқышты тудырады. Тоңазыту процесі кезінде магниттік дипольдің бағытына байланысты магниттік материал белгілі бір сыртқы магнит өрісінің астында қызады. Магниттік өріс жойылып, оқшауланған кезде материалдың температурасы төмендейді. Магниттік салқындатудың бұл түрі фреон сияқты хладагенттердің қолданылуын азайтып, тез салқындатуы мүмкін. Қазіргі уақытта әлем осы салада гадолиний мен оның қорытпаларын қолдануды дамытуға және шағын және тиімді магниттік салқындатқышты шығаруға тырысуда. Гадолинийді пайдалану кезінде өте төмен температураға қол жеткізуге болады, сондықтан гадолиний «әлемдегі ең суық металл» ретінде де белгілі.
Gd-155 және Gd-157 гадолиний изотоптары барлық табиғи изотоптар арасында ең үлкен жылу нейтронды сіңіру қимасына ие және ядролық реакторлардың қалыпты жұмысын басқару үшін гадолинийдің аз мөлшерін пайдалана алады. Осылайша, гадолиний негізіндегі жеңіл су реакторлары мен гадолинийді басқару штангасы дүниеге келді, бұл ядролық реакторлардың қауіпсіздігін арттыра отырып, шығындарды азайтады.
Гадолиний сонымен қатар тамаша оптикалық қасиеттерге ие және жарық диодтары деп те аталатын тізбектердегі диодтарға ұқсас оптикалық оқшаулағыштарды жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. Жарық диодының бұл түрі жарықтың бір бағытта өтуіне мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен қатар оптикалық талшықтағы жаңғырықтардың шағылысуын блоктайды, оптикалық сигнал берудің тазалығын қамтамасыз етеді және жарық толқындарының өткізу тиімділігін арттырады. Гадолиний галлий гранаты оптикалық изоляторларды жасау үшін ең жақсы субстрат материалдарының бірі болып табылады.
Жіберу уақыты: 06 шілде 2023 ж