가돌리늄 - 케무자

가돌리늄은 가돌리나이트 및 디디뮴과 같은 다른 광물과 혼합되어 자연에서 발견되는 희귀 준금속 중 하나입니다. 핵 분야, 의학 및 전자 분야에 사용되는 특성이 포함되어 있기 때문에 오늘날 추출이 호황을 누리고 있습니다. 이 자연 요소에 대한 모든 것을 알아보세요.

가돌리늄이란 무엇입니까?

이 화학 원소는 주기율표 내의 란탄족 원소 또는 희토류 원소 그룹에 속합니다. 자연 상태에서는 단단하고 부드러우며 가단성이 있고 연성이며 색상은 은백색입니다. 7.7ppm의 생산량으로 지각에 존재하며 양성자를 끌어당기는 능력이 더 큽니다. 또한 고온에서는 강렬한 상자성 효과를 발휘하고 저온에서는 강자성체처럼 거동합니다.

가돌리늄 기호

Gd 는 핀란드의 화학자이자 지질학자인 Johan Gadolin이 훨씬 일찍 발견한 광물인 가돌리나이트의 이름을 따서 명명되었습니다. 금속과 광물의 분리는 프랑스 화학자 Paul Émile Lecoq de Boisbaudran에 의해 처음으로 달성되었습니다.

가돌리늄의 특성

일반적으로 3가 상태(Gd3)에서 발견되는 내부 전이 산화물입니다. 가돌리늄의 강자성 특성으로 인해 자석을 형성하는 원소 그룹에 속합니다. 게다가, 이 준금속은 다른 주목할만한 특징을 가지고 있습니다:

상태 : 고체 및 다결정.
색 : 은백색이며 염에서는 무색이다.
용해도 : 산에서는 용해됩니다.
독성 : 자연상태에서는 독성이 매우 강합니다.
반응성 : 물, 산소와 반응하고, 건조한 공기에서는 변화가 없습니다. 습기가 있는 동안에는 산화물 층을 형성합니다.
구조 : 결정질이며 조밀한 육각형.
구성 : 6개의 껍질에 64개의 전자가 분포되어 있습니다.

가돌리늄의 화학적 및 물리적 특성

원자번호 : 64
기간 : 6
차단 :f
그룹 : 3
밀도: 7.89
융점: 1312°C
원자 반경: 1.79
평균 반경: 188h
전기음성도: 1.20
산화 상태: 3
러스트: 약간 기본적입니다.
공유 반경(Å): 1.61
층당 전자: 2, 8, 18, 25, 9, 2
전자 구성: [Xe]4f ⁷ 5d ¹ 6s ²
1차 이온화 전위 eV: 6.20
열전도율: 10.6W/(Km)
원자 질량(g/mol): 157.25
비열: 230J/(K-Kg)
끓는점: 3000°C
전기 전도도: 0.736 106 S/m

가돌리늄의 유래

1880년 제네바의 디디메(Didyme)와 가돌리나이트(Gadolinite) 광석에서 가돌리늄을 처음 발견한 사람은 화학자 장 샤를 갈리사르 드 마리냑(Jean Charles Galissard de Marignac)이었습니다. 분광학적 수단으로 그는 그것을 사마르스킷(Samarskit) 광물의 희끄무레한 산화물로 관찰했으며, 당시 그는 그것을 사마르스킷의 Y(Y)라고 명명했습니다.

그러나 프랑스 화학자 Paul Émile Lecoq de Bisbaudran은 1886년에 금속과 광물인 가돌리니아를 분리했습니다. 이것이 바로 가돌리늄이라는 이름을 갖게 된 것입니다. 그 이후로 이 중간 중량 금속은 주로 스톡홀름의 Ytterby 광산에서 채굴되기 시작했지만 현재 이 지역의 천연 자원은 고갈되었습니다.

오늘날 이 준금속은 불화칼슘을 무수 가돌리늄으로 환원하여 얻습니다. 이는 중국, 미국, 스웨덴과 같은 국가의 Gadolinite, Didyme, Bastnasite, 특히 Monacite 광물에서 추출됩니다.

가돌리늄은 어떤 용도로 사용되나요?

가돌리늄에는 다양한 용도가 있으며, 주요 용도는 컬러 TV용 튜브 제조에 사용되는 화합물과 전자레인지 응용 분야인 가돌리늄-이트륨입니다. 또한 이 준금속은 CD를 만드는 데 사용됩니다. 가돌리늄과 황산에틸의 조합은 앰프와 전문 오디오 시스템에 더 큰 진폭을 제공하는 데 사용됩니다.

또한 강자성 특성으로 인해 원자로, 자기 냉각, 철도 산업, 하이브리드 기술 및 첨단 전자 장치용 부품이 제작됩니다.

MRI의 가돌리늄 조영제

가돌리늄은 분자 근처에서 자기장의 강도를 발생시키는 이상한 전자를 가지고 있습니다. 이러한 방식으로 가장 가까운 양성자의 이완 시간을 줄여 혈관 조직과 비혈관 조직 사이의 신호 강도를 증가시킵니다. 또한 가돌리늄 용액은 자기공명영상의 이미지를 향상시키기 위해 정맥 조영제로 사용됩니다.

가돌리늄의 부작용

일부 사람들의 MRI용 가돌리늄 조영제 사용으로 인해 전신성 섬유증이나 신성 섬유증이 발생했습니다. 신부전이나 간 문제가 있는 환자의 경우 장기, 피부 및 조직이 두꺼워지는 증상이 나타납니다.

또한, 준금속은 추출되는 작업장과 이를 원료로 사용하는 산업계에서 건강에 매우 해롭습니다. 가스와 습기는 쉽게 흡입될 수 있기 때문입니다. 사람의 오염 정도가 높으면 폐색전증을 일으키거나 심각한 간 손상을 일으킬 수 있습니다.

한편, 이 금속은 추출 과정에서 또는 전자 장비가 수명을 다하여 폐기될 때 강, 바다 및 환경으로 배출됩니다. 이로 인해 인간과 동물이 가돌리늄을 섭취하게 되어 뇌 신경 기능 및 생식 장애를 유발합니다.

결론적으로, 가돌리늄은 주기율표의 란탄계 족에 속하는 중간 중량 금속으로 기술, 전자, 핵 및 의료 분야에서 사용되는 강자성 특성 함량이 높습니다.