Gadolínio, elemento 64 da tabela periódica.
A lantanida na tabela periódica é uma família grande, e suas propriedades químicas são muito semelhantes entre si, por isso é difícil separá -las. Em 1789, o químico finlandês John Gadolin obteve um óxido de metal e descobriu o primeiro óxido de terras raras -Óxido de Yttrio (III)Através da análise, abrindo a história da descoberta de elementos de terras raras. Em 1880, o cientista sueco Demeriak descobriu dois novos elementos, um dos quais mais tarde foi confirmado como sersamário, e o outro foi oficialmente identificado como um novo elemento, Gadolinium, depois de ser purificado pelo químico francês DeBuwa Bodeland.
O elemento de gadolínio se origina do minério de berílio de silício, que é barato, macio em textura, bom em ductilidade, magnético à temperatura ambiente e é um elemento de terra rara relativamente ativo. É relativamente estável no ar seco, mas perde seu brilho na umidade, formando flocos soltos e facilmente destacados como óxidos brancos. Quando queimado no ar, ele pode gerar óxidos brancos. O gadolínio reage lentamente com a água e pode se dissolver em ácido para formar sais incolores. Suas propriedades químicas são muito semelhantes a outros lantanídeos, mas suas propriedades ópticas e magnéticas são ligeiramente diferentes. O gadolínio é paramagnetismo à temperatura ambiente e ferromagnético após o resfriamento. Suas características podem ser usadas para melhorar os ímãs permanentes.
Usando o paramagnetismo do gadolínio, o agente de gadolínio produzido tornou -se um bom agente de contraste para a RMN. A auto -pesquisa da tecnologia de ressonância magnética nuclear foi iniciada e houve 6 prêmios Nobel relacionados a ela. A ressonância magnética nuclear é causada principalmente pelo movimento de rotação dos núcleos atômicos, e o movimento de rotação de diferentes núcleos atômicos varia. Com base nas ondas eletromagnéticas emitidas por diferentes atenuação em diferentes ambientes estruturais, a posição e o tipo de núcleos atômicos que compõem esse objeto podem ser determinados e a imagem estrutural interna do objeto pode ser desenhada. Sob a ação de um campo magnético, o sinal da tecnologia de ressonância magnética nuclear vem da rotação de certos núcleos atômicos, como núcleos de hidrogênio na água. No entanto, esses núcleos capazes de rotação são aquecidos no campo de RF de ressonância magnética, semelhante a um forno de microondas, que normalmente enfraquece o sinal da tecnologia de ressonância magnética. O íon gadolínio não apenas tem um momento magnético de spin muito forte, o que ajuda a rotação do núcleo atômico, melhora a probabilidade de reconhecimento de tecido doente, mas também milagrosamente se mantém fresco. No entanto, o gadolínio tem certa toxicidade e, na medicina, os ligantes quelantes são usados para encapsular os íons gadolínio para impedir que eles entrem nos tecidos humanos.
O gadolínio tem um forte efeito magnetocalórico à temperatura ambiente, e sua temperatura varia com a intensidade do campo magnético, o que traz uma aplicação interessante - refrigeração magnética. Durante o processo de refrigeração, devido à orientação do dipolo magnético, o material magnético aquece sob um certo campo magnético externo. Quando o campo magnético é removido e isolado, a temperatura do material diminui. Esse tipo de resfriamento magnético pode reduzir o uso de refrigerantes como Freon e esfriar rapidamente. Atualmente, o mundo está tentando desenvolver a aplicação do gadolínio e suas ligas nesse campo e produzir um pequeno e eficiente refrigerador magnético. Sob o uso do gadolínio, as temperaturas ultra-baixa podem ser alcançadas, portanto o gadolínio também é conhecido como o "metal mais frio do mundo".
Os isótopos de gadolínio GD-155 e GD-157 têm a maior seção transversal de absorção de nêutrons térmicos entre todos os isótopos naturais e podem usar uma pequena quantidade de gadolínio para controlar a operação normal dos reatores nucleares. Assim, nasceram os reatores de água leve à base de gadolínio e nascem da haste de controle de gadolínio, o que pode melhorar a segurança dos reatores nucleares enquanto reduz os custos.
O gadolínio também possui excelentes propriedades ópticas e pode ser usado para fazer isoladores ópticos, semelhantes aos diodos em circuitos, também conhecidos como diodos emissores de luz. Esse tipo de diodo emissor de luz não apenas permite que a luz passe em uma direção, mas também bloqueia a reflexão dos ecos na fibra óptica, garantindo a pureza da transmissão do sinal óptico e melhorando a eficiência da transmissão das ondas de luz. O Gadolinium Gallium Garnet é um dos melhores materiais de substrato para fazer isoladores ópticos.
Hora de postagem: Jul-06-2023