Оксид гадолиния(III)
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена сесквиоксид гадолиния, триоксид гадолиния | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.031.861 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Gd2OGd2O3 | |
| Молярная масса | 362.50 g/mol |
| Появление | белый порошок без запаха |
| Плотность | 7,07 г/см 3 [1] |
| Температура плавления | 2420 ° C (4390 ° F; 2690 К) |
| нерастворимый | |
Произведение растворимости ( K sp ) | 1.8×10 −23 |
| Растворимость | растворим в кислоте |
| +53,200·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура | |
| кубический , cI80, моноклинный | |
| Я-3, №206, С2/м, №12 | |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
  | |
| Предупреждение | |
| Х319 , Х410 | |
| P264 , P273 , P280 , P305+P351+P338 , P337+P313 , P391 , P501 | |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Хлорид гадолиния(III) |
Другие катионы | Оксид европия(III) , Оксид тербия(III) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Оксид гадолиния(III) (архаично гадолиния ) представляет собой неорганическое соединение с формулой Gd 2 O 3 . Это одна из наиболее распространенных форм редкоземельного элемента гадолиния , производные которого являются потенциальными контрастными веществами для магнитно-резонансной томографии . [2]
Структура
[ редактировать ]
Оксид гадолиния имеет две структуры. Кубическая структура ( cI80 , Ia 3 ), № 206 , аналогична структуре оксида марганца(III) и тяжелых полуторных оксидов трехвалентных лантаноидов. Кубическая структура включает два типа центров гадолиния, каждый с координационным числом 6, но с разной координационной геометрией. Вторая полиморфная модификация является моноклинной ( символ Пирсона mS30, пр. группа C2/m, № 12). [3] При комнатной температуре кубическая структура более стабильна. Фазовый переход к моноклинной структуре происходит при 1200 °С. От 2100 °С до температуры плавления 2420 °С преобладает гексагональная фаза. [4]
Подготовка и химия
[ редактировать ]Оксид гадолиния может быть образован термическим разложением гидроксида, нитрата, карбоната или оксалатов. [5] Оксид гадолиния образуется на поверхности металлического гадолиния.
Оксид гадолиния является довольно основным оксидом, о чем свидетельствует его быстрая реакция с диоксидом углерода с образованием карбонатов. Он легко растворяется в обычных минеральных кислотах, однако оксалат , фторид, сульфат и фосфат очень нерастворимы в воде и могут покрывать зерна оксида, тем самым предотвращая полное растворение. [6]
Наночастицы Gd 2 O 3
[ редактировать ]Известно несколько методов синтеза наночастиц оксида гадолиния , в основном основанных на осаждении гидроксида реакцией ионов гадолиния с гидроксидом с последующей термической дегидратацией до оксида. Наночастицы всегда покрыты защитным материалом, чтобы избежать образования более крупных поликристаллических агрегатов. [7] [8] [9]
Наночастицы оксида гадолиния являются потенциальным контрастным веществом для магнитно-резонансной томографии (МРТ). препарат Покрытый декстраном из частиц оксида гадолиния размером 20–40 нм имел релаксацию 4,8 с. −1 мм −1 на ион гадолиния при 7,05 Тл (необычайно высокое поле по сравнению с клинически используемыми МРТ-сканерами, которые в основном варьируются от 0,5 до 3 Тл). [7] Частицы меньшего размера, от 2 до 7 нм, были протестированы в качестве агента МРТ. [8] [9]
Возможные применения
[ редактировать ]- Оксид гадолиния (III) является основным материалом в некоторых твердотельных лазерах. Легированный редкоземельными ионами, такими как неодим или эрбий , Gd₂O₃ может производить лазеры с высокой эффективностью и определенными длинами волн, которые важны в различных приложениях, включая телекоммуникации и медицинские процедуры. [10]
- Gd₂O₃ используется в некоторых твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ) . [11] [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Прадьот Патнаик. Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл, 2002 г., ISBN 0-07-049439-8 .
- ^ Ибрагим, Майкл; Хажиркарзар, Бита; Дублин, Артур (2023). «Магнитно-резонансная томография с гадолинием» . Национальная медицинская библиотека . Издательство StatPearls . Проверено 8 июля 2024 г.
- ^ Уэллс, А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание Oxford Science Publications. ISBN 0-19-855370-6 .
- ^ Адачи, Гин-я; Иманака, Нобухито (1998). «Двойные оксиды редкоземельных элементов». Химические обзоры . 98 (4): 1479–1514. дои : 10.1021/cr940055h . ПМИД 11848940 .
- ^ Коттон, С. (2006) Химия лантаноидов и актинидов Wiley ISBN 0-470-01006-1 стр. 6
- ^ Йост, Д.М., Рассел, Х.младший, Гарнер, К.С. Редкоземельные элементы и их соединения , Wiley, 1947.
- ^ Jump up to: а б Макдональд, М; Уоткин, К. (2006). «Исследование физико-химических свойств декстрановых мелких наночастиц оксида гадолиния». Академическая радиология . 13 (4): 421–27. дои : 10.1016/j.acra.2005.11.005 . ПМИД 16554221 .
- ^ Jump up to: а б Бридо, Жан-Люк; Фор, Анн-Шарлотта; Лоран, Софи; Ривер, Шарлотта; Биллоти, Клэр; Хиба, Бассем; Жанье, Марк; Жоссеран, Вероника; и др. (2007). «Гибридные наночастицы оксида гадолиния: мультимодальные контрастные вещества для визуализации in vivo». Журнал Американского химического общества . 129 (16): 5076–84. дои : 10.1021/ja068356j . ПМИД 17397154 .
- ^ Jump up to: а б Энгстрем, Мария; Классон, Анна; Педерсен, Хенрик; Валберг, Сесилия; Источник: Пер-Олов; Увдал, Кайса (2006). «Высокая протонная релаксация для наночастиц оксида гадолиния». Магнитно-резонансные материалы в физике, биологии и медицине . 19 (4): 180–86. дои : 10.1007/s10334-006-0039-x . ПМИД 16909260 . S2CID 23259790 .
- ^ Исмаил, НАН; Заид, МХМ (2023). «Роль Gd2O3 в структурной перестройке и упругих свойствах стеклянной системы ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2». Оптик . 276 . дои : 10.1016/j.ijleo.2023.170659 .
- ^ «OX1082 Оксид гадолиния (Gd2O3)» . Стэнфордские продвинутые материалы . Проверено 8 июля 2024 г.
- ^ Шах, МАК; Лу, Ючжэн (2023). «Разработка цериевого электролита, легированного гадолинием, для низкотемпературного электрохимического преобразования энергии» . Международный журнал водородной энергетики . 48 (37): 14000–14011. doi : 10.1016/j.ijhydene.2022.12.314 .