1. Vị trí trong bảng tuần hoàn
- Số hiệu nguyên tử: 64
- Nhóm: Nhóm Lanthanide
- Chu kỳ: Chu kỳ 6
- Khối lượng nguyên tử: Khoảng 157.25 u
2. Cấu trúc nguyên tử
- Số proton: 64
- Số electron: 64
- Số neutron: Thông thường từ 93 đến 98 tùy theo đồng vị
- Cấu hình electron: [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
3. Đồng vị của gadolini
- Gadolini tự nhiên: Gadolini xuất hiện trong tự nhiên với bảy đồng vị ổn định: ⁱ⁵²Gd, ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd và ¹⁶⁰Gd.
- Đồng vị phổ biến: Trong đó, đồng vị phổ biến nhất là 1⁵8Gd (24.84%) và 1⁶0Gd (21.86%).
- Đồng vị phóng xạ: Một số đồng vị phóng xạ của gadolini bao gồm ¹⁵²Gd với chu kỳ bán rã 1.08 × 10¹⁴ năm.
4. Tính chất vật lý
- Trạng thái: Ở điều kiện tiêu chuẩn, gadolini là một kim loại rắn
- Màu sắc: Kim loại có ánh bạc sáng
- Trúc giòn: Gadolini là nguyên tố dễ vỡ, giòn
- Điểm nóng chảy: 1,312 °C
- Điểm sôi: 3,273 °C
- Khối lượng riêng: Khoảng 7.90 g/cm³
5. Tính chất hóa học
- Tính chất oxy hóa: Gadolini dễ bị oxy hóa trong không khí, hình thành lớp oxide Gd₂O₃ bảo vệ bề mặt kim loại.
- Phản ứng hóa học: Gadolini phản ứng với nước tạo ra hydro và hợp chất hydroxide: [ 2Gd + 6H₂O → 2Gd(OH)₃ + 3H₂↑ ]
- Phản ứng với axit: Khi gadolini phản ứng với axit, nó tạo ra muối tương ứng và giải phóng khí hydrogen.
6. Ứng dụng của gadolini
- Làm từ tính và kỹ thuật vật liệu: Gadolini được sử dụng trong sản xuất nam châm và hợp kim, đặc biệt là hợp kim Neodym- Sắt- Bo (NdFeB) và các hợp kim có khả năng hút từ mạnh.
- Y học: Gadolini được sử dụng trong sản xuất thuốc tương phản từ tính (MRI) giúp tăng cường độ phân giải của hình ảnh y tế.
- Hạt nhân: Gadolini được sử dụng làm chất điều hòa neutron trong lò phản ứng hạt nhân do khả năng hấp thụ neutron của nó cao.
- Thiết kệ bộ nhớ từ tính: Gadolini là quan trọng trong kỹ thuật phát triển bộ nhớ từ tính, nhờ vào tính chất từ tính đặc biệt và ổn định.
7. Vai trò sinh học
- Tính không độc hại: Trong nghiên cứu, gadolini được coi là có độ độc thấp, tuy nhiên những phức hợp gadolini trong y khoa phải được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi sử dụng để tránh nguy cơ ngộ độc.
- Nghiên cứu sinh học: Gadolini được dùng trong thuốc thử để nghiên cứu tương tác sinh học và protein trong cơ thể.
8. Nguồn gốc và phân bố
- Nguồn gốc: Gadolini được phát hiện lần đầu tiên bởi nhà hóa học Thụy Điển Jean Charles Galissard de Marignac vào năm 1880.
- Phân bố: Gadolini là một nguyên tố hiếm trong vỏ Trái Đất, thường được tìm thấy trong các mỏ khoáng zircon, monazite và bastnäsite.
9. An toàn và lưu ý
- Hít phải bụi và phân tử: Raz đậm của gadolini và một số muối gadolini có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe khi hít phải.
- Giảm cháy nổ: Kim loại này không dễ cháy nhưng hạt và bụi có thể gây cháy nổ khi tiếp xúc với lửa.
- Phóng xạ: Cần cẩn thận khi xử lý các đồng vị phóng xạ của gadolini để tránh phơi nhiễm phóng xạ.
Gadolini không chỉ là một nguyên tố hiếm có với nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học, công nghiệp, và y học, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng cuộc sống và góp phần vào những tiến bộ công nghệ hôm nay.
Comments