Gadolinium, Elemento 64 ng pana -panahong talahanayan.
Ang Lanthanide sa pana -panahong talahanayan ay isang malaking pamilya, at ang kanilang mga katangian ng kemikal ay halos kapareho sa bawat isa, kaya mahirap paghiwalayin ang mga ito. Noong 1789, nakuha ng Finnish chemist na si John Gadolin ang isang metal oxide at natuklasan ang unang bihirang Earth oxide -Yttrium (iii) oxideSa pamamagitan ng pagsusuri, pagbubukas ng kasaysayan ng pagtuklas ng mga bihirang elemento ng lupa. Noong 1880, natuklasan ng siyentipiko na si Demeriak ang dalawang bagong elemento, na ang isa ay kalaunan ay nakumpirma naSamarium, at ang isa pa ay opisyal na nakilala bilang isang bagong elemento, Gadolinium, matapos na linisin ng French chemist na si Debuwa Bodeland.
Ang elemento ng gadolinium ay nagmula sa silikon na beryllium gadolinium ore, na mura, malambot sa texture, mahusay sa pag -agaw, magnetic sa temperatura ng silid, at medyo aktibong bihirang elemento ng lupa. Ito ay medyo matatag sa tuyong hangin, ngunit nawawala ang kinang nito sa kahalumigmigan, na bumubuo ng maluwag at madaling hiwalay na flake tulad ng mga puting oxides. Kapag sinunog sa hangin, maaari itong makabuo ng mga puting oxides. Ang gadolinium ay dahan -dahang tumugon sa tubig at maaaring matunaw sa acid upang mabuo ang mga walang kulay na asing -gamot. Ang mga katangian ng kemikal nito ay halos kapareho sa iba pang lanthanide, ngunit ang mga optical at magnetic na katangian ay bahagyang naiiba. Ang Gadolinium ay paramagnetism sa temperatura ng silid at ferromagnetic pagkatapos ng paglamig. Ang mga katangian nito ay maaaring magamit upang mapabuti ang permanenteng magnet.
Gamit ang paramagnetism ng gadolinium, ang ahente ng gadolinium na ginawa ay naging isang mahusay na ahente ng kaibahan para sa NMR. Ang pagsasaliksik sa sarili ng nuclear magnetic resonance imaging teknolohiya ay sinimulan, at mayroong 6 na mga premyo ng Nobel na may kaugnayan dito. Ang nuclear magnetic resonance ay pangunahing sanhi ng pag -ikot ng paggalaw ng atomic nuclei, at ang pag -ikot ng paggalaw ng iba't ibang mga atomic nuclei ay nag -iiba. Batay sa mga electromagnetic waves na inilabas ng iba't ibang pagpapalambing sa iba't ibang mga istrukturang kapaligiran, ang posisyon at uri ng atomic nuclei na bumubuo sa bagay na ito ay maaaring matukoy, at ang panloob na istrukturang imahe ng bagay ay maaaring iguhit. Sa ilalim ng pagkilos ng isang magnetic field, ang signal ng nuclear magnetic resonance imaging teknolohiya ay nagmula sa pag -ikot ng ilang mga atomic nuclei, tulad ng hydrogen nuclei sa tubig. Gayunpaman, ang mga spin na may kakayahang nuclei ay pinainit sa larangan ng RF ng magnetic resonance, na katulad ng isang oven ng microwave, na karaniwang nagpapahina sa signal ng magnetic resonance imaging teknolohiya. Ang Gadolinium ion ay hindi lamang may isang napakalakas na pag -ikot ng magnetic moment, na tumutulong sa pag -ikot ng atomic nucleus, pinapabuti ang posibilidad ng pagkilala ng may sakit na tisyu, ngunit mapaghimalang pinapanatili ang cool. Gayunpaman, ang gadolinium ay may ilang pagkakalason, at sa gamot, ang mga chelating ligand ay ginagamit upang mapasok ang mga ion ng gadolinium upang maiwasan ang pagpasok sa mga tisyu ng tao.
Ang Gadolinium ay may isang malakas na epekto ng magnetocaloric sa temperatura ng silid, at ang temperatura nito ay nag -iiba sa intensity ng magnetic field, na nagdudulot ng isang kawili -wiling application - magnetic refrigeration. Sa panahon ng proseso ng pagpapalamig, dahil sa orientation ng magnetic dipole, ang magnetic material ay magpainit sa ilalim ng isang tiyak na panlabas na magnetic field. Kapag ang magnetic field ay tinanggal at insulated, bumababa ang temperatura ng materyal. Ang ganitong uri ng magnetic cooling ay maaaring mabawasan ang paggamit ng mga nagpapalamig tulad ng freon at mabilis na lumalamig. Sa kasalukuyan, sinusubukan ng mundo na bumuo ng aplikasyon ng gadolinium at mga haluang metal sa larangang ito, at makagawa ng isang maliit at mahusay na magnetic cooler. Sa ilalim ng paggamit ng gadolinium, maaaring makamit ang mga ultra-mababang temperatura, kaya ang gadolinium ay kilala rin bilang "malamig na metal sa mundo".
Ang Gadolinium isotopes GD-155 at GD-157 ay may pinakamalaking thermal neutron pagsipsip ng seksyon ng cross sa lahat ng mga natural na isotopes, at maaaring gumamit ng isang maliit na halaga ng gadolinium upang makontrol ang normal na operasyon ng mga nuclear reaktor. Sa gayon, ipinanganak ang gadolinium na light water reaktor at gadolinium control rod, na maaaring mapabuti ang kaligtasan ng mga nuclear reaktor habang binabawasan ang mga gastos.
Ang Gadolinium ay mayroon ding mahusay na mga katangian ng optical at maaaring magamit upang gumawa ng mga optical isolator, na katulad ng mga diode sa mga circuit, na kilala rin bilang mga light-emitting diode. Ang ganitong uri ng light-emitting diode ay hindi lamang nagbibigay-daan sa ilaw na maipasa sa isang direksyon, ngunit hinaharangan din ang pagmuni-muni ng mga echoes sa optical fiber, tinitiyak ang kadalisayan ng optical signal transmission at pagpapabuti ng kahusayan ng paghahatid ng mga light waves. Ang Gadolinium Gallium Garnet ay isa sa mga pinakamahusay na materyales sa substrate para sa paggawa ng mga optical isolator.
Oras ng Mag-post: JUL-06-2023