گادولینیم
گادولینیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Gd و عدد اتمی 64 می‌باشد.
تاریخچــــــــه
"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.
پیدایــــــــش
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.
خصوصیات قابل توجه
گادولینیم ، فلز خاکی کمیاب نقره‌ای رنگ ، چکش‌خوار و قابل انعطافی است که
دارای درخششی فلزی می‌باشد. این عنصر در دمای اتاق به‌صورت ذرات آلفای نزدیک به هم
بلورین می‌شود؛ وقتی آنرا تا 1508 درجه کلوین حرارت دهند، به شکل ذرات آلفای خود که
دارای ساختار مکعبی body-centered است، تغییر شکل می‌یابد.
گادولینیم بر خلاف سایر عناصر خاکی کمیاب نسبتاً در هوای خشک پایدار است؛
با این حال به‌سرعت در هوای مرطوب کدر شده ، تولید اکسید چسبنده ناپایداری می‌کند
که منتشر شده و در معرض سطح بیشتری برای اکسیداسیون قرار می‌گیرد. گادولینیم به‌آرامی با آب واکنش داده ، در اسیدهای رقیق محلول
می‌باشد.
بعلاوه این عنصر در بین تمامی عناصر شناخته شده ، بالاترین واکنش سنجی جذب
حرارتی نوترون را دارا می‌باشد ( 49000 بارن ) ، اما سوخت سریع آن ، استفاده از این
عنصر را در میله کنترل هسته‌ای محدود نموده است. گادولینیم زیر دمای بحرانی
1,083کلوین به یک ابررسانا تبدیل می‌شود؛ در دمای اتاق شدیداً مغناطیسی است، در
واقع بجز فلزات واسطه دوره چهارم ، تنها فلزی است که خصوصیات فرومغناطیسی را بروز
می‌دهد.
کاربردهـــــــــا
از گادولینیم در ساخت نار سنگهای ایتریم – گادولینیم که کاربردهای(مایکروویو دارند، استفاده می‌شود؛ ترکیبات
گادولینیم نیز در ساخت مواد فروزنده لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می‌رود و
محلول ترکیبات این عنصر بعنوان پادنمای داخل وریدی جهت ارتقاء تصاویر از بیماران
تحت MRI مورد استفاده قرار می‌گیرد. گادولینیم در تولید CDها ( لوحهای فشرده ) وحافظه کامپیوتر نیز کاربرد دارد.
همچنین گادولینیم دارای خصوصیات ابررسانایی غیر عادی است؛ مقدار
1% گادولینیم ، کارآمدی و مقاومت آهن ، کروم و آلیاژهای مربوطه را در دماهای
بالا و اکسیداسیون افزایش می‌دهد. در آینده احتمال استفاده از اتیل سولفات
گادولینیم که مشخصات پارازیت بسیار کمی دارد، در مایزرها وجود دارد؛ علاوه براین ،
جنبش مغناطیسی زیاد گادولینیم و دمای کوری آن که تنها در حرارت اتاق وجود دارد،
استفاده از آنرا بعنوان جزء مغناطیسی به‌منظور حس کردن گرما و سرما مطرح
می‌کند.
نقش بیولوژیکی
هیچ نقش بیولوژیکی برای گادولینیم شناخته نشده است، اما احتمالاً موجب
افزایش متابولیسم می‌شود.
ترکیبــــــــات
* فلوریدها
( GdF3)
* کلریدها
( GdCl3 6H2O- GdCl3)
* برمیدها
( GdBr3)
* یدیدها
( GdI2)
(GdI3)
* اکسیدها
( Gd2O3)
* سولفیدها
( Gd2S3)
* سلنیدها
( GdSe)
* تلوریدها
( Gd2Te3)
*
نیتریدها
( GdN)
ایزوتوپهــــــــــا
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 ایزوتوپهای 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.
هشدارهــــــــــا
ترکیبات گادولینیم مثل سایر لانتانیدها دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف
تا متوسط هستند؛ اگرچه مسمومیت‌زایی آنها به تفصیل مشخص نشده است.