گادولینیم(1)

گادولینیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Gd و عدد اتمی 64 می باشد.

خصوصیات قابل توجه

گادولینیم 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.

گادولینیم 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.

کاربردها

از گادولینیم در ساخت نار سنگ های ایتریم گادولینیم که کاربردهای مایکروویو دارند استفاده می شود؛ ترکیبات گادولینیم نیز در ساخت مواد فروزنده لامپ تصویر تلویزیون های رنگی به کار می رود و محلول ترکیبات این عنصر به عنوان پادنمای داخل وریدی جهت ارتقاء تصاویر از بیماران تحت MRI مورد استفاده قرار می گیرد. گادولینیم در تولید CD ها ( لوح های فشرده) و حافظه 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 می دهد.

در آینده احتمال استفاده از اتیل سولفات گادولینیم که مشخصات پارازیت بسیار کمی دارد در مایزرها وجود دارد؛ علاوه بر این جنبش مغناطیسی زیاد گادولینیم و دمای کوری آن که تنها در حرارت اتاق وجود دارد، استفاده از آن را به عنوان جزء مغناطیسی به منظور حس کردن گرما و سرما مطرح می کند.

تاریخچه

Jean Charles Galissard de Marignac شیمیدان سوئیسی در سال 1880 برای مشاهده گادولینیم در نمونه های 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 زمین شناس فنلاندی گرفته شده است.

نقش بیولوژیکی

هیچ نقش بیولوژیکی برای گادولینیم شناخته نشده است اما احتمالاً این عنصر موجب افزایش متابولیسم می شود.