گادولینیوم Gd 64، عنصری از جدول تناوبی

همه چیز درباره عنصر گادولینیوم (Gd)

عنصر گادولینیوم Gd 64، عنصری از جدول تناوبی

گادولینیوم، (به انگلیسی : Gadolinium) با علامت اختصاری Gd و عدد اتمی ۶۴، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزات است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.

گادولینیم عنصری از ردیف لانتانیدها، فلز خاکی کمیاب نقره ای رنگ، چکش خوار و قابل انعطافی است که دارای درخششی فلزی می باشد. این عنصر در دمای اتاق به صورت ذرات آلفای نزدیک به هم بلورین می شود؛ وقتی آن را تا ۱۵۰۸ درجه کلوین حرارت دهند به شکل ذرات آلفای خود که دارای ساختار مکعبی body-centered است تغییر شکل می یابد.

شناسنامه گادولینیوم

عدد اتمی: ۶۴

جرم اتمی: ۱۵۷٫۲۵

نقطه ذوب: ۱۳۱۳ ºC

نقطه جوش: ۳۲۶۶ ºC

شعاع اتمی: ۱۸۰ pm

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد

شعاع یونی: (۳+) pm 107.8

الکترونگاتیوی: ۱٫۱

چگالی: ۷٫۹ g/cm3

گرمای تبخیر: ۳۰۱٫۳ Kj/mol

تاریخچه گادولینیوم

“Jean Charles Galissard de Marignac ” شیمیدان سوئیسی در سال ۱۸۸۰ برای مشاهده گادولینیم در نمونه‌های دیدیمیم و گادولینیت به بررسی خطوط طیف سنجی پرداختند؛ سال ۱۸۸۶ “Paul Émile Lecoq de Boisbaudran” دانشمند فرانسوی گادولینیا را ( اکسید گادولینیم ) از ایتریای Mosander جدا نمود. خود این عنصر برای اولین بار اخیراً تهیه شده است.

نام گادولینیم مانند کانی گادولینیت از نام “Johan Gadolin” شیمیدان و زمین‌شناس فنلاندی گرفته شده است.

پیدایش گادولینیوم

گادولینیم هرگز در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد، اما در بسیاری از کانی‌ها از قبیل گادولینیت ، مونازیت و باستنازیت یافت می‌شود. این عنصر را امروزه با روش جابجایی یونی و جداسازی از حلال یا با کاهش فلورید بی‌آب آن توسط کلسیم فلزی تهیه می‌کنند.

ویژگی های گادولینیوم

عنصر گادولینیوم بر خلاف سایر عناصر خاکی کمیاب نسبتاً در هوای خشک پایدار است؛ با این حال به سرعت در هوای مرطوب کدر شده و تولید اکسید چسبنده ناپایداری می کند که منتشر شده و در معرض سطح بیشتری برای اکسیداسیون قرار می گیرد. گادولینیم به آرامی با آب واکنش داده و در اسید های رقیق محلول می باشد.

به علاوه این عنصر در بین تمامی عناصر شناخته شده، بالاترین واکنش سنجی جذب حرارتی نوترون را دارا می باشد ( ۴۹۰۰۰ بارن) اما سوخت سریع آن، استفاده از این عنصر را در میله کنترل هسته ای محدود نموده است.

گادولینیم زیر دمای بحرانی ۰۸۳/۱ کلوین به یک ابررسانا تبدیل می شود؛ در دمای اتاق شدیداً مغناطیسی بوده و در واقع به جز فلزات واسطه دوره چهارم، تنها فلزی است که خصوصیات فرومغناطیسی را بروز می دهد.

کاربردهای گادولینیوم

عوامل کنتراست گادولینیمی به بیماران برای بالا بردن وضوح اسکن MRI، تزریق می شود.

گادولینیوم ۱۵۷ در میله های کنترل رآکتورهای اتمی برای کنترل شکافت هسته به کار می رود.

سنگ ایتریم-گادولینیوم و یا سنگ ایتریم گالیم (YGG) دراجزای مختلف الکترونیکی در تجهیزات مخابراتی و رادارها کاربرد دارد.

ایزوتوپ های گادولینیوم

گادولینیم بطور طبیعی دارای ۵ ایزوتوپ پایدار: گادولینیم ۱۵۴ ، گادولینیم ۱۵۵ ، گادولینیم ۱۵۶ ، گادولینیم ۱۵۷ و گادولینیم ۱۵۸ و دو رادیوایزوتوپ : گادولینیم ۱۵۲ و گادولینیم ۱۶۰ می‌باشد که گادولینیم ۱۵۸ فراوان‌ترین آنها است ( فراوانی طبیعی ۲۴,۸۴ درصد ). ۳۰ رادیوایزوتوپ که پایدارترین آنها گادولینیم ۱۶۰ با نیم عمر ۲۱+E3/1 سال ، گادولینیم ۱۵۲ با نیم عمر ۱۴+E08/1 سال و گادولینیم ۱۵۰ با نیمه عمر ۶+E79/1 سال هستند، شناسایی شده است.

مابقی ایزوتوپ های آن دارای نیمه عمری کمتر از ۷/۷۴ سال هستند که اکثر آنها نیز دارای نیمه عمرهایی کمتر از ۲۴,۶ ثانیه می‌باشند. همچنین این عنصر دارای ۴ meta states است. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار (گادولینیم ۱۵۸) جذب الکترون است و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصولات فروپاشی اولیه قبل از گادولینیم ۱۵۸ ایزوتوپهای عنصر Eu ( اروپیم ) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر Tb ( تربیم ) هستند.

خطرات گادولینیوم

ترکیبات گادولینیوم مثل سایر لانتانیدها دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف تا متوسط هستند؛ اگرچه مسمومیت‌زایی آنها به تفصیل مشخص نشده است.

 

عنصر گادولینیوم تاریخچه و ویژگیهایش _ دانشچی

اشتراک گذاری

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*