دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر گادولینیوم (Gd)
گادولینیوم، (به انگلیسی: Gadolinium) با علامت اختصاری Gd و عدد اتمی 64، 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 1508 درجه کلوین حرارت دهند به شکل ذرات آلفای خود که دارای ساختار مکعبی body-centered است تغییر شکل می یابد.
شناسنامه گادولینیوم
عدد اتمی: 64
جرم اتمی: 157.25
نقطه ذوب: 1313 ºC
نقطه جوش: 3266 ºC
شعاع اتمی: 180 pm
رنگ: سفید نقره ای
حالت استاندارد: جامد
شعاع یونی: (3+) pm 107.8
الکترونگاتیوی: 1.1
چگالی: 7.9 g/cm3
گرمای تبخیر: 301.3 Kj/mol
تاریخچه گادولینیوم
“Jean Charles Galissard de Marignac” شیمیدان سوئیسی در سال 1880 برای مشاهده گادولینیم در نمونههای دیدیمیم و گادولینیت به بررسی خطوط طیف سنجی پرداختند؛ سال 1886 “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 (49000 بارن) اما سوخت سریع آن، استفاده از این عنصر را در میله کنترل هسته ای محدود نموده است.
گادولینیم زیر دمای بحرانی 083/1 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 157 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 5 ایزوتوپ پایدار: گادولینیم 154، گادولینیم 155، گادولینیم 156، گادولینیم 157 و گادولینیم 158 و دو رادیوایزوتوپ: گادولینیم 152 و گادولینیم 160 میباشد که گادولینیم 158 فراوانترین آنها است (فراوانی طبیعی 24,84 درصد). 30 رادیوایزوتوپ که پایدارترین آنها گادولینیم 160 با نیم عمر 21+E3/1 سال، گادولینیم 152 با نیم عمر 14+E08/1 سال و گادولینیم 150 با نیمه عمر 6+E79/1 سال هستند، شناسایی شده است.
مابقی ایزوتوپ های آن دارای نیمه عمری کمتر از 7/74 سال هستند که اکثر آنها نیز دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24,6 ثانیه میباشند. همچنین این عنصر دارای 4 meta states است. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار (گادولینیم 158) جذب الکترون است و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصولات فروپاشی اولیه قبل از گادولینیم 158 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.
ایزوتوپ ها را بیشتر بشناسید!عنصر گادولینیوم تاریخچه و ویژگیهایش _ دانشچی
