Il gadolinio è un metallo bianco-argento, malleabile, con punto di fusione di 1313°C, punto di ebollizione di 3273°C, e densità di 7,901 g/m3. Il gadolinio è magnetico a temperatura ambiente. Il gadolinio è stabile all'aria secca e perde la sua lucentezza all'aria umida. Il gadolinio ha la superficie di cattura dei neutroni termici più elevata e può essere utilizzato come materiale di controllo del reattore e materiale protettivo. La temperatura ultra bassa prossima allo zero assoluto può essere ottenuta magnetizzando la refrigerazione con sale di gadolinio. Nel 1880, Marignac della Svizzera separò il "samarium" in due elementi, uno dei quali fu confermato da Sorit come samarium, l'altro fu confermato dall'opera di Bois Baudele. Nel 1886, Marignac ha onorato lo scopritore di ittrio e il pioniere della ricerca sulla terra rara chimico olandese Gado Linium, il nome di questo nuovo elemento è gadolinio. Il gadolinio svolgerà un ruolo importante nell'innovazione tecnologica moderna.

Numero CAS: 7440-54-2

Nome elemento: Gadolinio

Contenuto dell'elemento nel Sole (ppm) : 0.002

Contenuto di elementi in acqua di mare (ppm): Superficie del Pacifico 0.0000006

Contenuto di crostacei (ppm) : 7.7

Peso atomico dell'elemento: 157.25

principali stati di ossidazione: +2, +3

Struttura cristallina: La cella è esagonale.

Parametri cella:

a = 363.18:00

b = 363.18:00

c = 578.26 pm

Alfa è uguale a 90 gradi

Beta = 90°

Gamma uguale a 120 gradi

Durezza Vickers: 570 MPa

La velocità alla quale viaggia il suono: (M/s) 2680

Energia di ionizzazione (kJ/mol):

M-M + 592.5

M+ - M2+ 1167

M2+ - M3+ 1990

M3+ - M4+ 4250

Massa atomica relativa: 157.25

Elettronegatività: 1.2

Configurazione del guscio esterno dell'elettrone: 4f75d16s2

Configurazione elettronica: 2,8,18,25,9,2

Carica nucleare: 64

Densità elementare: 7.901 g/cm3

Punto di fusione elementare: 1313ºC

Punto di ebollizione elementare: 3273ºC

Raggio atomico: 2.54 angstrom

Raggio ionico: 0.938(+3) angstrom

Raggio covalente: 1.61 angstrom

Modulo elastico in massa Gpa: 37.9

Entalpia di atomizzazione kJ/mol @25ºC : 352

Capacità termica J/(mol·K) : 37.03

Conducibilità 106/(cm·Ω) : 0.00736

Conducibilità termica W/(m·K) : 10.6

Calore di fusione (kJ/mol) : 10.050

Calore di vaporizzazione (kJ/mol) : 359.40

Contenuto dell'elemento nell'universo (ppm) : 0.002

Volume atomico (cm3/mol) : 19.9

Editor delle proprietà chimiche

Reagisce lentamente con l'acqua; si scioglie in acido per formare il sale corrispondente.

Uso di elementi: Comunemente utilizzati come materiali assorbenti neutroni nei reattori atomici. Utilizzato anche nella tecnologia a microonde, i fosfori per televisori a colori.

Oscuramento nell'aria umida. Solubile in acido, insolubile in acqua. L'ossido è in polvere bianca. I sali sono incolori. Ha buone proprietà elettriche superconduttive, momento magnetico elevato e punto Curie a temperatura ambiente. Il gadolinio ha i seguenti isotopi: 152Gd, 154Gd~158Gd, 160Gd.

Trasmissione di modifica delle applicazioni

Campo di applicazione

La proprietà importante del gadolinio è che ha un elettrone in ciascuno dei suoi sette orbiti, il maggior numero di elettroni non accoppiati in un elemento di terra rara. La coppia magnetica che dipende da questo elettrone non accoppiato è la più grande, e ci si può aspettare che questa proprietà possa essere utilizzata efficacemente.

Campo medico:

Per applicazioni mediche, il complesso di gadolinio - acido dietilendiamminopentaacetico (DTPA) può essere utilizzato come bario, un mezzo di contrasto a raggi X, come regolatore dell'intensità dell'immagine in MRI (risonanza magnetica per la diagnosi di immagini). Cioè, utilizzando il fatto che l'acqua intorno al gadolinio è influenzata dalla coppia magnetica del nucleo di gadolinio, mostrando proprietà diverse rispetto all'acqua che non è influenzata, l'uso di immagini di controllo facilita la diagnosi della condizione [2].

Settore industriale: La ben nota tecnologia industriale nota come congelamento magnetico è quella di riscaldarsi quando viene trasformato in un magnete da un campo magnetico, e le proprietà di assorbimento di calore quando il campo magnetico viene rimosso vengono utilizzate per il raffreddamento. Potete realizzare piccoli frigoriferi efficienti.

Il granato di gadolinio - potassio - è usato come sostanza media in un dispositivo di memoria a bolle. La memoria a bolle magnetiche è quella di aggiungere un campo magnetico alla direzione verticale di un materiale, in modo che diventi un campo magnetico cilindrico, rinforzare il campo magnetico e presto produrre il fenomeno che il campo magnetico scompare. Il dispositivo di memoria a bolle magnetiche può memorizzare informazioni, generalmente utilizzate per la raccolta di informazioni.

Altri usi del gadolinio sono in fibre ottiche, dischi ottici, come il terbio e il disprosio. La registrazione opto-magnetica viene utilizzata per leggere le aree magnetizzate e non magnetizzate con luce invece che con magnetica. Ha le caratteristiche di alta densità e riscrittura di record.

Energia nucleare: Nel settore dell'energia atomica, le grandi sezioni trasversali di assorbimento di neutroni degli isotopi dell'europio e del gadolinio vengono utilizzate come barre di controllo e come assorbitore di neutroni per i reattori ad acqua leggera e i reattori di allevamento rapido di neutroni [3].

L'uso del gadolinio è caratterizzato dalla forte reazione di tutti gli elementi ai neutroni termici. Oltre al controllo dei reattori atomici, i neutroni invisibili possono essere assorbiti dal gadolinio e fatti emettere luce come agente fluorescente per sensibilizzare la pellicola a raggi X. [4]

Uso specifico

I suoi usi principali sono:

(1) il suo complesso paramagnetico solubile in acqua può migliorare il segnale di imaging di risonanza magnetica nucleare umana (NMR) clinicamente [5].

(2) l'ossido di zolfo può essere utilizzato come griglia di substrato per oscilloscopi a luminosità speciale e schermi fluorescenti a raggi X.

(3) il gadolinio nel granato di gallio di gadolinio è ideale come un singolo substrato per la memoria a bolle.

(4) può essere utilizzato come mezzo di raffreddamento magnetico solido senza limitazione del ciclo Camot.

(5) utilizzato come inibitore per controllare il livello di reazione a catena delle centrali nucleari, in modo da garantire la sicurezza delle reazioni nucleari.

(6) utilizzato come additivo per i magneti al cobalto di samario per garantire che le proprietà non cambino con la temperatura.

Inoltre, l'ossido di gadolinio viene utilizzato con il lantanio per contribuire a modificare la zona di vetrificazione e migliorare la stabilità termica del vetro. L'ossido di gadolinio può essere utilizzato anche per realizzare condensatori e schermi sensibilizzanti ai raggi X. Nel mondo, si stanno facendo sforzi per sviluppare l'applicazione del gadolinio e delle sue leghe nel raffreddamento magnetico, e sono stati compiuti progressi rivoluzionari. Sono fuoriuscite frigoriferi magnetici che utilizzano magneti superconduttori, gadolinio metallico o sue leghe come mezzo di raffreddamento a temperatura ambiente.

Trasmissione modifica metodo di preparazione

Gadolinio, derivato dal minerale di berillinio di silicio. Può essere preparato da fluoruro di gadolinio GdF3·2H20 ridotto dal calcio