ข้อเท็จจริงของแกโดลิเนียม เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโลหะสีขาวสีเงินนี้

แกโดลิเนียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่ไม่มีปฏิกิริยาออกซิเดชั่น

ธาตุแกโดลิเนียมมีเลขอะตอม 64 และ Gd เป็นสัญลักษณ์ ความอ่อนตัวของโลหะนี้ต่ำและมีความเหนียวน้อย

การสัมผัสโลหะนี้กับออกซิเจนทำให้เกิดการเคลือบสีดำบนยูทิลิตี้ โลหะจะเปลี่ยนเป็นพาราแมกเนติกหลังจากถึงจุดหนึ่ง มักพบในรูปออกซิไดซ์ที่มีสิ่งเจือปนเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่เกี่ยวข้อง ไม่เคยพบองค์ประกอบในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดบนพื้นผิวโลก สารเติมแต่งหลักในแกโดลิเนียมคือแร่แกโดลิไนต์ และยังพบได้ในโลหะหายากของโลก เช่น บาสนาไซต์และโมนาไซต์

อุณหภูมิของแกโดลิเนียมจะเพิ่มขึ้นในสนามแม่เหล็กและลดลงเมื่อถอดออกจากมัน ดังนั้นจึงเรียกว่าแมกนีคาลอริก แกโดลิเนียมถูกทำให้บริสุทธิ์ครั้งแรกในปี 1935 โดย Felix Trombe มันถูกฉีดเข้าไปในรายงาน MRI เพื่อเพิ่มสัญญาของภาพ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูงโดยทำปฏิกิริยากับน้ำในกรดเจือจาง

แกโดลิเนียมใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับการยึดแท่งในฟิชชันต่อเนื่อง แกโดลิเนียมมีส่วนตัดขวางขององค์ประกอบความร้อนทั้งหมดด้วยนิวตรอนความร้อนที่สูงขึ้น

เป็นองค์ประกอบที่ไม่เป็นพิษ แม้ว่ามันจะเป็นมิตรกับพืชและสัตว์ แต่เกลือของมันอาจทำให้ผิวหนังระคายเคืองได้

การจำแนกประเภทของแกโดลิเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมี

ในการสร้างรากศัพท์จาก Gd ตัวที่สาม แกโดลิเนียมจะรวมตัวกับองค์ประกอบส่วนใหญ่ สำหรับสารประกอบไบนารีแกโดลิเนียม ให้รวมกันที่อุณหภูมิสูงโดยมีฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ คาร์บอน สารหนู ซิลิกอน และไนโตรเจน

เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นๆ แกโดลิเนียมในรูปโลหะจะมีชีวิตชีวาในอากาศแห้ง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์โดยการรีดักชันของออกไซด์จากโลหะเงินในธาตุ

สถานะออกซิเดชันของแกโดลิเนียมคือ +3 สถานะของแข็งประกอบด้วยแกโดลิเนียมในรูปแบบรีดักชัน

โครงสร้างที่ดูเป็นกราไฟต์เป็นชั้นนั้นเกิดจากเกล็ดเลือดแกโดลิเนียมคลอไรด์

แกโดลิเนียมฟลูออไรด์ปราศจากน้ำเป็นของแข็งสีขาวที่ละลายน้ำได้ดี แกโดลิเนียมคลอไรด์ยังเป็นของแข็งสีขาว แต่ละลายในน้ำได้น้อย

การค้นพบและประวัติของแกโดลิเนียม

นักธรณีวิทยา Johan Gadolin และนักเคมีชาวฟินแลนด์ตั้งชื่อแกโดลิเนียมตามรากฐานของแกโดลิไนต์

Johan Gadolin (1760-1852) เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ค้นพบธาตุที่ไม่รู้จักซึ่งเขาตั้งชื่อว่า 'อิตเทรียม' หลังจาก Ytterby หมู่บ้านที่เกิดอิตเทรียมสูง

ในตัวอย่างแกโดลิไนต์และแร่เซไรต์ที่เหมือนกัน พบว่ามีเส้นสเปกโทรสโกปี มองเห็นได้ในแกโดลิเนียมและแร่พบว่ามีองค์ประกอบมากขึ้นจากการเกิดสเปกตรัมล่าสุด เส้น

ออกไซด์ของธาตุใหม่ถูกค้นพบโดย De Marignac ด้วยการแยกแร่ออกไซด์ออกจากเซไรท์ ออกไซด์นั้นต่อมารู้จักกันในชื่อ 'แกโดลิเนีย' และการแยกแกโดลิเนียมออกจากแกโดลิเนียนั้นทำโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Paul-Emile Lecoq De Boishbaudran ในปี 1886

ในฐานะที่เป็นหนึ่งในโลหะหายาก มันถูกพบในแร่ธาตุต่างๆ เช่น โมนาไซต์และบาสนาไซต์ เช่นเดียวกับโลหะอื่น ๆ ในกลุ่มเดียวกัน แกโดลิเนียมแทบจะไม่เกิดขึ้นในรูปแบบอิสระบนเปลือกโลก เพราะมันจะกลายเป็นสารประกอบแทน

เมื่อสัมผัสกับอากาศที่อุณหภูมิห้อง โลหะสีขาวสีเงินนี้จะเริ่มเสื่อมสภาพอย่างช้าๆ เคลือบออกไซด์สีเหลืองแล้วพัฒนาเคลือบสีดำแกมเขียวเมื่อสัมผัสเป็นเวลานาน เวลา.

โลหะผสมที่ใช้บ่อยที่สุดที่มีองค์ประกอบนี้คือเหล็ก-แกโดลิไนต์ (Fe-Gd) ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กสูง และแกโดลิเนียมแกลเลียมโกเมน (GGG) ซึ่งใช้เป็นคริสตัลในการใช้งานไมโครเวฟ

โลหะผสมอื่นๆ ที่มีองค์ประกอบนี้ยังใช้ในตัวนำยิ่งยวด หลอดภาพโทรทัศน์สี และสารเรืองแสง

คุณสมบัติทางเคมีของแกโดลิเนียม

แกโดลิเนียมไม่ใช่โลหะที่ทำปฏิกิริยา เว้นแต่จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง สำหรับปฏิกิริยาจะต้องเติมด้วยกรดและน้ำเย็น

ธาตุแกโดลิเนียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่ไม่มีกลิ่นและมีความหนาแน่นเพียง 0.29 ออนซ์ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (0.50 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) อย่างไรก็ตาม มีความเปราะบางและใช้งานยาก ดังนั้นการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่สำหรับธาตุแกโดลิเนียมจึงถูกจำกัดอยู่ในขณะนี้

คุณสมบัติทางแม่เหล็กของแกโดลิเนียมทำให้มีประโยชน์อย่างมากในอุตสาหกรรมไฟฟ้า องค์ประกอบนี้ยังใช้ในการผลิตโลหะผสมแม่เหล็กเฉพาะ เช่นที่พบในฮาร์ดไดรฟ์และเครื่องสร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก

การใช้แกโดลิเนียม

ธาตุแกโดลิเนียมมีคุณสมบัติที่โดดเด่นบางประการ เป็นหนึ่งในโลหะไม่กี่ชนิดที่ขยายตัวเมื่อแข็งตัวและเย็นลง ในขณะที่โลหะอื่นๆ ส่วนใหญ่จะหดตัวเมื่อผ่านกระบวนการนี้ โลหะยังมีหน้าตัดการดูดกลืนนิวตรอนด้วยความร้อนสูง และสามารถใช้ในแท่งควบคุมนิวเคลียร์เพื่อดูดซับนิวตรอนจากปฏิกิริยาฟิชชัน

แกโดลิเนียมในรูปฟอสฟอรัสสามารถใช้ในไมโครเวฟและโทรทัศน์สีได้ สำหรับการเลียนแบบเพชรนั้นมีการใช้แกโดลิเนียมแกลเลียมโกเมน เนื่องจากมีความต้านทานสูง จึงใช้ในอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง

สำหรับการรักษาเนื้องอกและการบำบัดเซลล์ประสาทจะใช้ไอโซโทปของธาตุแกโดลิเนียม (สัญลักษณ์ทางเคมี Gd และเลขอะตอม 64)

สำหรับแท่งควบคุม มักใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

สำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแม่เหล็ก มีการใช้โลหะผสมของแกโดลิเนียม

แกโดลิเนียมประกอบด้วย 5.2 ส่วนในล้านส่วนของเปลือกโลกโดยน้ำหนัก 68 F (20 C) คือจุดคูรีของโลหะแกโดลิเนียม รูปแบบสารประกอบของแกโดลิเนียมอยู่ในรูปไตรวาเลนต์

ทั้งคุณสมบัติของความอ่อนตัวและความเหนียวจะแสดงโดยแกโดลิเนียม สำหรับการป้องกันการเกิดออกซิเดชันโดยการเกิดออกไซด์สีขาวในอากาศชื้น

โดยการผสมกับไนโตรเจน กำมะถัน คาร์บอน ซีลีเนียม โบรอน สารหนู และองค์ประกอบอื่น ๆ จะทำสารประกอบไบนารีของแกโดลิเนียม

องค์ประกอบเหล่านี้มีประโยชน์หลายอย่างกับการใช้งานพิเศษใน MRI แพทย์สามารถเข้าถึงการสแกนเนื้อเยื่อที่ผิดปกติ มีลักษณะเป็นโปรแกรมและเชี่ยวชาญในการลดเวลาพักผ่อนตามยาวเพื่อสร้างภาพที่คมชัด ปฏิกิริยาของแกโดลิเนียมจะน้อยกว่าสารเคมีอื่นๆ แกโดลิเนียมถูกระบุว่าเป็นโลหะหนักที่เหมาะสมต่อโลก

เธอรู้รึเปล่า...

ความเป็นพิษของแกโดลิเนียมขึ้นอยู่กับปริมาณที่เข้าสู่ร่างกายของคุณ

ในปริมาณเล็กน้อย โลหะนี้ไม่เป็นอันตราย ในความเป็นจริง ถ้ามันไม่เป็นพิษเลย แกโดลิเนียมจะถูกใช้ในร่างกายของคุณแทนธาตุเหล็ก อย่างไรก็ตาม ในปริมาณที่มากขึ้น แกโดลิเนียมอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของคุณ

ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ที่สามารถรักษาพิษของแกโดลิเนียม ได้แก่ แพทย์ประจำห้องฉุกเฉิน ผู้เชี่ยวชาญด้านอายุรศาสตร์ และนักพิษวิทยา

การรักษาพิษของแกโดลิเนียมมักจะรวมถึงการหยุดไม่ให้บุคคลนั้นดูดซึมแกโดลิเนียมอีกต่อไป กำจัดแกโดลิเนียมออกจากร่างกายหากเป็นไปได้ และการดูแลแบบประคับประคอง ในบางกรณี อาจจำเป็นต้องล้างไตเพื่อกำจัดแกโดลิเนียมออกจากร่างกาย

ไม่มียาแก้พิษเฉพาะสำหรับพิษของแกโดลิเนียม ดังนั้นการรักษาจึงมุ่งไปที่การสนับสนุนสุขภาพของบุคคลนั้นและช่วยให้ร่างกายขับแกโดลิเนียมออก

มีการเชื่อมโยงกับความกังวลด้านสุขภาพมากมาย รวมถึงการพัฒนาของโรคที่หายากและรักษาไม่หายที่เรียกว่า nephrogenic systemic fibrosis (NSF)

NSF สามารถทำให้ผิวหนังหนาขึ้น ข้อต่อตึง และทำลายอวัยวะภายในได้ ไม่มีวิธีรักษาที่เป็นที่รู้จักสำหรับ NSF แต่มีการรักษา

คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพขึ้นอยู่กับสถานะทางกายภาพของแกโดลิเนียมที่อุณหภูมิห้อง

เมื่อพูดถึงคุณสมบัติทางกายภาพ ฟิล์มบางๆ ของโลหะหายากที่มีเลขอะตอม 64 และสัญลักษณ์ทางเคมี Gd จะดูดซับแสงทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ ที่กระทบจากปลายสเปกตรัมสีน้ำเงิน และประมาณครึ่งหนึ่งที่กระทบจากปลายสเปกตรัมสีแดง ทำให้ทึบแสงเป็นสีแดง แสงสว่าง.

การสกัดด้วยตัวทำละลายแกโดลิเนียมเป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกแกโดลิเนียมออกจากธาตุอื่นๆ สถานะออกซิเดชันของธาตุคือ +3

ไอโซโทปของแกโดลิเนียมและคุณสมบัติของแกโดลิเนียมมีอยู่มากมายประมาณ 8.21% ในเปลือกโลก และต่ำมากจนคุณต้องใช้เครื่องวัดรังสีเพื่อตรวจจับ

โมเมนต์สนามแม่เหล็กของแกโดลิเนียมคือ 2 หรือครึ่งหนึ่งของโมเมนต์เหล็ก (Fe) สนามแม่เหล็กที่มีค่าต่ำมาจากการที่แกโดลิเนียมมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่เพียง 5 ตัว และโมเมนต์แม่เหล็กทั้งหมดของอิเล็กตรอนทั้ง 5 นี้จะทำลายกันเอง

ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนแกโดลิเนียมเท่ากับ 8.61 อิเล็กตรอนโวลต์ ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนนี้ทำให้แกโดลิเนียมเป็นธาตุที่มีประจุไฟฟ้าบวกมากกว่าอะตอมของแคลเซียม จึงทำให้สูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่า

โลหะผสมแกโดลิเนียมโครเมียมใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการกลั่นน้ำมัน การแคร็กปิโตรเลียม เทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฮโดรเจน และเม็ดสีโครเมต

จุดเดือดของสารเคมีทำงานตรงกันข้ามกับสารที่รู้จักกันโดยทั่วไป โดยจุดเดือดหมายถึงความร้อนที่จะเกิดขึ้นในขณะที่ยังคงมีของเหลวอยู่

จุดแกโดลิเนียมคูรีคือจุดหลอมเหลวของแกโดลิเนียม องค์ประกอบมีจุด Curie (จุดหลอมเหลว) 2,394 F (1,312.2 C)

แร่ธาตุแกโดลิเนียมโมนาไซต์เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่สามารถพบได้ไม่เพียงในตัวแร่ธาตุเท่านั้นแต่ยังพบในเขตติดต่อของพวกมันด้วย