Gadolinyum

Gadolinyum, doğada gadolinit ve didimyum gibi diğer minerallerle karışık olarak bulunan nadir metaloidlerden biridir. Nükleer alanda, tıpta ve elektronikte kullanılan özellikleri içermesi nedeniyle çıkarılması günümüzde patlama yaşıyor. Bu doğal elementle ilgili her şeyi keşfedin.

Gadolinyum nedir?

Bu kimyasal element, periyodik tablodaki lantanitler veya nadir toprak elementleri grubuna aittir. Doğal haliyle sağlam, yumuşak, dövülebilir, sünek ve gümüşi beyaz renklidir. Yerkabuğunda 7,7 ppm üretimle bulunur ve protonları çekme kapasitesi daha yüksektir. Ayrıca yüksek sıcaklıklarda yoğun bir paramanyetik etki gösterir ve düşük sıcaklıklarda ferromıknatıs gibi davranır.

Gadolinyum sembolü

Gd , adını Finli kimyager ve jeolog Johan Gadolin tarafından çok daha önce keşfedilen bir mineral olan gadolinitten almıştır. Metal ve mineral arasındaki ayrım ilk olarak Fransız kimyager Paul Émile Lecoq de Boisbaudran tarafından gerçekleştirilmiştir.

Gadolinyumun Özellikleri

Genellikle üç değerlikli durumda (Gd3) bulunan bir iç geçiş oksittir. Gadolinyumun ferromanyetik özellikleri onu mıknatısları oluşturan elementler grubuna yerleştirir. Ayrıca bu metaloidin başka önemli özellikleri de vardır:

  • Durumu : Katı ve polikristalin.
  • Renk : Gümüşi beyaz ve tuzlarda renksizdir.
  • Çözünürlük : Asitlerde çözünür.
  • Toksisite : Doğal haliyle çok toksiktir.
  • Reaktivite : Su ve oksijenle reaksiyona girer, kuru havada değişiklik göstermez. Nem ile birlikte oksit tabakası oluşturur.
  • Yapısı : Kristal ve kompakt altıgen.
  • Bileşimi : 6 kabukta dağıtılmış 64 elektronu vardır.

Gadolinyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri

  1. Atom numarası : 64
  2. Dönem : 6
  3. Blok : f
  4. Grup : 3
  5. Yoğunluk: 7,89
  6. Erime noktası: 1312°C
  7. Atom yarıçapı: 1,79
  8. Ortalama yarıçap: 188 saat
  9. Elektronegatiflik: 1.20
  10. Oksidasyon durumu: 3
  11. Pas: Biraz basit.
  12. Kovalent yarıçap (Å): 1,61
  13. Katman başına elektron sayısı: 2, 8, 18, 25, 9, 2
  14. Elektronik konfigürasyon: [Xe]4f 7 5d 1 6s 2
  15. Birinci iyonlaşma potansiyeli eV: 6,20
  16. Isı iletkenliği: 10,6 W/(Km)
  17. Atom kütlesi (g/mol): 157,25
  18. Özgül ısı: 230 J/(K-Kg)
  19. Kaynama noktası: 3000°C
  20. Elektrik iletkenliği: 0,736 106 S/m

Gadolinyumun Kökeni

Gadolinyum’u ilk kez 1880’de Cenevre’deki Didyme ve Gadolinit cevherlerinde keşfeden kimyager Jean Charles Galissard de Marignac’tı. Spektroskopik yöntemlerle bunu Samarskit mineralinin beyazımsı bir oksidi olarak gözlemledi ve bu sırada ona Samarskit’in Y adını verdi.

Ancak Fransız kimyager Paul Émile Lecoq de Bisbaudran, 1886 yılında metal ile Gadolinia minerali arasındaki ayrımı yaptı. Bu da ona Gadolinyum adını verdi. O andan itibaren bu orta ağırlıktaki metal, esas olarak Stockholm’deki Ytterby madeninden çıkarılmaya başlandı, ancak bu doğal kaynak şu anda bu bölgede tükenmiş durumda.

Günümüzde bu metaloid, kalsiyum florürün susuz gadolinyum ile indirgenmesiyle elde edilmektedir. Çin, Amerika Birleşik Devletleri ve İsveç gibi ülkelerde Gadolinit, Didyme, Bastnasite ve özellikle Monacite minerallerinden elde edilmektedir.

Gadolinyum ne için kullanılır?

Gadolinyumun birçok kullanım alanı vardır; başlıcaları renkli televizyonlar için tüplerin üretiminde kullanılan bileşikler ve mikrodalga uygulamaları olarak Gadolinyum-itriyumdur. Ayrıca bu metaloid CD yapımında da kullanılıyor. Gadolinyumun Etil Sülfat ile kombinasyonu, amplifikatörlere ve profesyonel ses sistemlerine daha fazla genlik kazandırmak için kullanılır.

Ayrıca ferromanyetik özellikleri nedeniyle nükleer reaktörler, manyetik soğutma, demiryolu endüstrisi, hibrit teknoloji ve ileri elektronikler için parçalar üretilmektedir.

MRI’da gadolinyum kontrast maddesi

Gadolinyum, molekülünün yakınında manyetik alanın yoğunluğunu geliştiren tek elektronlara sahiptir. Öyle ki, en yakın protonların gevşeme süresini kısaltarak vasküler ve vasküler olmayan dokular arasında sinyal yoğunluğunda bir artış yaratır. Ayrıca manyetik rezonans görüntülemede görüntüyü geliştirmek için intravenöz kontrast olarak gadolinyum solüsyonları kullanılır.

Gadolinyumun olumsuz etkileri

Bazı kişilerde MRI için Gadolinyum kontrast maddesinin kullanılması sistemik veya nefrojenik fibrozise neden olmuştur. Böbrek yetmezliği veya karaciğer problemi olan hastalarda ortaya çıkan semptomlar organların, deri ve dokuların kalınlaşmasıdır.

Ayrıca metaloid, çıkarıldığı işyerlerinde ve hammadde olarak kullanıldığı endüstrilerde sağlığa oldukça zararlıdır. Gazlar ve nem kolayca solunabildiğinden. Bir kişide yüksek derecede kirlilik pulmoner emboliye neden olabilir veya ciddi karaciğer hasarına neden olabilir.

Öte yandan bu metalin çıkarılması sırasında nehirlere, denizlere ve çevreye deşarj edilmesi ya da kullanım ömrünü yitiren elektronik ekipmanların atılması sonucu ortaya çıkmaktadır. Bu, insanlarda ve hayvanlarda Gadolinyum tüketimine yol açarak beyin sinir fonksiyonlarında ve üremede bozukluklara neden olur.

Sonuç olarak Gadolinyum, periyodik tablonun lantanit grubundan, ferromanyetik özellikleri yüksek, teknolojik, elektronik, nükleer ve tıbbi alanlarda kullanılan orta ağırlıkta bir metaldir.