Het periodiek systeem Gadolinium (Gd)

Share Button

Een serie artikelen over de verschillende elementen. De legoblokjes waarmee wijzelf, onze aarde en de materie van het universum is opgebouwd hebben allemaal hun eigen specifieke eigenschappen. In deze serie gaan we stap voor stap langs elk element en kijken we wat voor zinvolle zaken de wikipedia erover te zeggen heeft, met daarnaast een interessant filmpje van de universteit van Nottingham waarmee verschillende experimenten met het betreffende element worden gedaan.

Vandaag nummer 64 van de 118 elementen, Gadolinium (Gd).

Klik hierop om naar de wikipedia versie te gaan waarbij je gemakkelijk naar de verschillende elementen kunt doorklikken

 

Toepassingen

Zowel in de industrie als in de medische wetenschap wordt gadolinium gebruikt voor uiteenlopende toepassingen:

  • In magnetrons worden gadolinium-yttrium granaten gebruikt.[1]
  • In beeldbuizen wordt gadolinium gebruikt als fosforescent.[1]
  • In meerdere legeringen wordt gadolinium gebruikt om eigenschappen van metalen te verbeteren; het toevoegen van 1% gadolinium aan ijzer- en chroomlegeringen maakt het materiaal bestand tegen hoge temperaturen en roest.[1]
  • Compact discs bevatten gadolinium.
  • Voor het maken van MRI scans krijgen patiënten gadoliniumverbindingen als contrastmiddel geïnjecteerd om de beelden te verbeteren.
  • Een oplossing van het gadoliniumcomplex in DTPA vindt medische toepassingen. Het wordt aan vermoedelijke kankerpatiënten gegeven. Het complex heeft de neiging zich bij voorkeur in kankerweefsel te nestelen. Vanwege het grote paramagnetische moment van het Gd3+-ion maakt dit deze weefsels veel beter zichtbaar in een MRI-scan. Na afloop van het onderzoek wordt het complex geleidelijk door de nieren uitgescheiden.
  • Gadolinium wordt soms toegevoegd in splijtstofstiften voor kernreactoren gebruik makend van de uitzonderlijk hoge werkzame doorsnede van de oneven isotopen 155 en 157 voor thermische neutronen. Aldus is het de bedoeling de hoge initiële reactiviteit van een nieuwe kernlading tijdelijk te onderdrukken tot het grootste deel van de oneven gadoliniumisotopen door neutronenvangst omgezet is in even isotopen.

Opmerkelijke eigenschappen

Gadolinium is een zilverwit buigzaam en makkelijk te vervormen metaal met een metallieke glans. Bij standaard temperatuur en druk heeft het een compacte hexagonale kristalstructuur in alfa vorm. Bij verhitting boven 1535 K verandert dat in de lichaamscentrische kubische bèta vorm. Gadolinium reageert minder makkelijk met zuurstof dan de meeste andere lanthaniden. Het reageert langzaam met water en lost op in de meeste verdunde zuren.

Gadolinium heeft een elektronenconfiguratie [Xe]4f75d16s2. Zoals de meeste elementen van de lanthanidereeks heeft het de neiging de drie buitenste elektronen af te staan (gadoliniumchemie wordt hier geheel door beheerst). Het vormt Gd3+ ionen met een [Xe]4f7 configuratie. Hiermee is de f-schil precies halfvol. Volgens de regel van Hund heeft de hoge spintoestand met alle elektronspins parallel enspinkwantumgetal S=7/2 de laagste energie. Dit is het hoogste spinkwantumgetal van enig ion.

In het element kunnen de magnetische momenten van de individuele atomen koppelen. Gadolinium is daarom een ferromagnetisch metaal zoals ijzer en kobalt. Hoewel het magnetisch moment bijzonder groot is, is de koppeling niet bijzonder sterk. Het Curiepunt ligt rondkamertemperatuur.

Verschijning

In de natuur komt gadolinium niet voor als vrij element, maar het komt voor in meerdere mineralen waarin ook andere lanthaniden worden aangetroffen zoals gadolinietmonaziet en bastnäsiet. De meeste gebruikte isolatiemethode is reductie van watervrij gadoliniumfluoride met calcium.

Share Button

Douwe

Woonachting in Noorwegen, en al sinds lange tijd geïnteresseerd in de "grotere vragen" des levens. Dit combineer ik met een actieve instelling om te kijken hoe we het leven met elkaar en voor elkaar een stukje gemakkelijker en mooier kunnen maken. Zelf heb ik bij een aantal onderwerpen die vanuit mijn gezichtspunt het voortbestaan van mensen aanzienlijk kunnen vergroten websites helpen ontwikkelen om deze informatie gratis beschikbaar te maken voor eenieder. Dit zijn: eetbaarnederland.nl, permacultuurnederland.org, esperanto-jongeren.nl en mensenrechten.org. Mijn huidige tegeltjeswijsheid: Do the best you can, with what you have, where you are :-)

Dit vind je misschien ook interessant:

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger