Gadoliniumoxid | |
Identifizierung | |
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Synonyme |
Gadoliniumsesquioxid, Gadoliniumtrioxid |
N o CAS | |
N o ECHA | 100.031.861 |
N o RTECS | LW4790000 |
PubChem | 159427 |
LÄCHELN |
[O-2] [O-2] [O-2] [Gd + 3] [Gd + 3] , |
InChI |
InChI: InChI = 1S / 2Gd.3O / q2 * + 3, 3 * -2 InChIKey: CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N |
Aussehen | geruchloses weißes Pulver, hygroskopisch |
Chemische Eigenschaften | |
Formel |
Gd 2 O 3 |
Molmasse | 362,5 ± 0,06 g / mol Gd 86,76 %, O 13,24 %, |
Physikalische Eigenschaften | |
T ° Fusion | 2330 °C |
Löslichkeit | nicht in Wasser löslich |
Volumenmasse | 7,41 g · cm -3 bis 15 °C |
Verwandte Verbindungen | |
Andere Anionen | l |
Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben. | |
Das Oxid von Gadolinium (III) , früher bekannt als Gadoliniumoxid , ist eine anorganische Verbindung , die Oxid von Gadolinium Metall Gd, der Formel Gd 2 O 3. In dieser Form kommt Gadolinium am häufigsten in der Natur vor, da es zur Familie der Seltenen Erden gehört . In Gd 2 O 3, Gd hat einen Oxidationsgrad von drei, was bei Verbindungen dieses Elements durchaus üblich ist . Aus dieser Verbindung kann das reine Metall mit einem Oxidationsgrad von null extrahiert werden. Gadolinium(III) -chlorid (GdCl 3 ) kann auch aus Gadoliniumoxid synthetisiert werden). In dieser Form kann Gadolinium als Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet werden.
Gadolinium(III)-oxid weist hauptsächlich zwei besondere Kristallstrukturen auf . Die erste ist einfach kubisch , ähnlich der von Mangan(III)-oxid . Aufgrund dieser kubischen Kristallanordnung besitzt Gadoliniumoxid zwei Arten von Koordinationsstellen , jede mit einer Koordination von sechs, jedoch mit unterschiedlichen Geometrien. Die zweite für diese Verbindung entdeckte Struktur ist monoklin . Bei Raumtemperatur ist die kubische Form die stabilere der beiden. Die Änderung polymorph ist bei etwa 1200 ° C beobachtbar . Oberhalb von 2100 ° C bis zum Schmelzpunkt von Gadoliniumoxid ( 2330 ° C ) ist die vorherrschende Kristallstruktur vom hexagonalen Typ .
Diese Verbindung kann durch thermische Zersetzung von Hydroxiden , Nitraten , Carbonaten oder sogar Oxalaten gewonnen werden . Auch auf der Oberfläche von metallischem Gadolinium bildet sich natürlich eine Oxidschicht.
Gd 2 O 3hat im Vergleich zu anderen Metalloxiden eine relativ basische Reaktivität . Dies zeigt sich in seiner Tendenz, sich mit Kohlendioxid (CO 2) um Karbonate zu bilden. Gadoliniumoxid löst sich ziemlich gut in Lösungsmitteln bestehend aus üblichen Mineralsäuren . Die aus seiner Reaktivität resultierende sehr geringe Löslichkeit der sekundären Verbindungen wie Oxalate, Fluoride , Sulfate und Phosphate begrenzt jedoch die Auflösung von Gadoliniumoxid. Tatsächlich bedecken und verdecken diese Verbindungen seine Oberfläche, wodurch es für das Lösungsmittel weniger zugänglich wird.
Zahlreiche Synthesewege führen zur Herstellung von Nanopartikeln aus Gadoliniumoxid. Die gängigsten Verfahren basieren hauptsächlich auf der Fällung von Gadoliniumhydroxid nach Reaktion des Metallions mit Hydroxidionen. Dieser Reaktion folgt dann eine Wärmebehandlung, die das Hydroxid dehydratisiert, um das Oxid zu erhalten. Nanopartikel werden in der Regel mit einem Schutzmaterial (Herz-Schale-System, zu deutsch : Kern-Schale ) umhüllt , um die Bildung von Aggregaten in der Mitte zu vermeiden.
In Form von Nanopartikeln ist Gadoliniumoxid ein potenzielles Kontrastmittel für die MRT. Eine mit Dextran beschichtete teilchenförmige Oxid-Gadoliniumprobe , die typischerweise von 20 bis 40 nm misst , hat eine Relaxivität von 4,8 s –1 · mM –1 pro Ionen unter einem Feld von 7,05 T , was sie zu einem Material der Wahl für eine solche Anwendung macht. Beachten Sie jedoch, dass diese Daten im Labor erhalten wurden, das mit Magnetfeldern arbeitet, die viel höher sind als die der üblicherweise im medizinischen Bereich verwendeten Scanner, wo die Intensitäten mehr in der Größenordnung von 0,5 bis 3 t liegen .