stringtranslate.com

Гадолиний

Гадолиний — химический элемент ; он имеет символ Gd и атомный номер 64. Гадолиний — серебристо-белый металл, если удалить окисление. Это ковкий и пластичный редкоземельный элемент . Гадолиний медленно реагирует с кислородом воздуха или влагой, образуя черное покрытие. Гадолиний ниже точки Кюри 20 °C (68 °F) является ферромагнетиком , с притяжением к магнитному полю выше, чем у никеля . Выше этой температуры он является наиболее парамагнитным элементом. Он встречается в природе только в окисленной форме. При разделении он обычно имеет примеси других редкоземельных элементов из-за их схожих химических свойств.

Гадолиний был открыт в 1880 году Жаном Шарлем де Мариньяком , который обнаружил его оксид с помощью спектроскопии. Он назван в честь минерала гадолинита , одного из минералов, в которых содержится гадолиний, названного в честь финского химика Йохана Гадолина . Чистый гадолиний был впервые выделен химиком Полем-Эмилем Лекоком де Буабодраном около 1886 года.

Гадолиний обладает необычными металлургическими свойствами, вплоть до того, что всего лишь 1% гадолиния может значительно улучшить обрабатываемость и устойчивость к окислению при высоких температурах железа, хрома и родственных металлов. Гадолиний как металл или соль поглощает нейтроны и поэтому иногда используется для защиты в нейтронной радиографии и в ядерных реакторах .

Как и большинство редкоземельных элементов, гадолиний образует трехвалентные ионы с флуоресцентными свойствами, а соли гадолиния(III) используются в качестве люминофоров в различных областях применения.

Ионы гадолиния(III) в водорастворимых солях высокотоксичны для млекопитающих. Однако хелатные соединения гадолиния(III) предотвращают воздействие гадолиния(III) на организм, и большая его часть выводится здоровыми [9] почками до того, как он успеет отложиться в тканях. Благодаря своим парамагнитным свойствам растворы хелатных органических комплексов гадолиния используются в качестве внутривенно вводимых контрастных агентов МРТ на основе гадолиния в медицинской магнитно-резонансной томографии .

Основными сферами применения гадолиния, помимо использования в качестве контрастного вещества для МРТ-сканирования , являются ядерные реакторы, сплавы, люминофор в медицинской визуализации, излучатель гамма-лучей, электронные устройства, оптические устройства и сверхпроводники.

Характеристики

Образец металлического гадолиния

Физические свойства

Гадолиний — восьмой член ряда лантаноидов . В периодической таблице он находится между элементами европием слева и тербием справа и над актинидом кюрием . Это серебристо-белый, ковкий , пластичный редкоземельный элемент . Его 64 электрона расположены в конфигурации [Xe]4f 7 5d 1 6s 2 , из которых десять 4f, 5d и 6s электронов являются валентными .

Как и большинство других металлов в ряду лантаноидов, три электрона обычно доступны в качестве валентных электронов. Оставшиеся 4f-электроны слишком сильно связаны: это происходит потому, что 4f-орбитали проникают больше всего через инертное ксеноновое ядро ​​электронов к ядру, за которым следуют 5d и 6s, и это увеличивается с более высоким ионным зарядом. Гадолиний кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной α-форме при комнатной температуре. При температурах выше 1235 °C (2255 °F) он образует или трансформируется в свою β-форму, которая имеет объемно-центрированную кубическую структуру. [10]

Изотоп гадолиний-157 имеет самое высокое сечение захвата тепловых нейтронов среди всех стабильных нуклидов: около 259 000 барн . Только ксенон-135 имеет более высокое сечение захвата, около 2,0 миллионов барн, но этот изотоп радиоактивен . [11]

Считается, что гадолиний является ферромагнитным при температурах ниже 20 °C (68 °F) [12] и сильно парамагнитен выше этой температуры. Фактически, при температуре тела гадолиний проявляет наибольший парамагнитный эффект среди всех элементов. [13] Имеются доказательства того, что гадолиний является спиральным антиферромагнетиком, а не ферромагнетиком, ниже 20 °C (68 °F). [14] Гадолиний демонстрирует магнитокалорический эффект , при котором его температура увеличивается, когда он входит в магнитное поле, и уменьшается, когда он выходит из магнитного поля. Значительный магнитокалорический эффект наблюдается при более высоких температурах, примерно до 300  кельвинов , в соединениях Gd 5 (Si 1- x Ge x ) 4 . [15]

Отдельные атомы гадолиния можно изолировать, инкапсулировав их в молекулы фуллерена , где их можно визуализировать с помощью просвечивающего электронного микроскопа . [16] Отдельные атомы Gd и небольшие кластеры Gd можно включить в углеродные нанотрубки . [17]

Химические свойства

Гадолиний соединяется с большинством элементов, образуя производные Gd(III). Он также соединяется с азотом, углеродом, серой, фосфором, бором, селеном, кремнием и мышьяком при повышенных температурах, образуя бинарные соединения. [18]

В отличие от других редкоземельных элементов, металлический гадолиний относительно стабилен в сухом воздухе. Однако во влажном воздухе он быстро тускнеет , образуя слабосвязанный оксид гадолиния(III) (Gd 2 O 3 ):

4Gd + 3O2 → 2Gd2O3 ,​

который отслаивается , подвергая окислению большую часть поверхности.

Гадолиний является сильным восстановителем , который восстанавливает оксиды нескольких металлов до их элементов. Гадолиний довольно электроположителен и медленно реагирует с холодной водой и довольно быстро с горячей водой, образуя гидроксид гадолиния (III) (Gd(OH) 3 ):

2 Gd + 6 H 2 O → 2 Gd(OH) 3 + 3 H 2 .

Металлический гадолиний легко подвергается воздействию разбавленной серной кислоты с образованием растворов, содержащих бесцветные ионы Gd(III), которые существуют в виде комплексов [Gd(H 2 O) 9 ] 3+ : [19]

2 Gd + 3 H 2 SO 4 + 18 H 2 O → 2 [Gd(H 2 O) 9 ] 3+ + 3 SO2−
4+ 3 Н 2 .

Химические соединения

В подавляющем большинстве своих соединений, как и многие редкоземельные металлы , гадолиний принимает степень окисления +3. Однако в редких случаях гадолиний можно найти в степенях окисления 0, +1 и +2. Известны все четыре тригалогенида. Все они белые, за исключением иодида, который желтый. Наиболее часто встречающимся из галогенидов является хлорид гадолиния(III) (GdCl3 ) . Оксид растворяется в кислотах, давая соли, такие как нитрат гадолиния(III) .

Гадолиний(III), как и большинство ионов лантаноидов, образует комплексы с высокими координационными числами . Эта тенденция проиллюстрирована на примере использования хелатирующего агента DOTA , октадентатного лиганда . Соли [Gd(DOTA)] − полезны в магнитно-резонансной томографии . Было разработано множество родственных хелатных комплексов, включая гадодиамид .

Известны восстановленные соединения гадолиния, особенно в твердом состоянии. Галогениды гадолиния(II) получаются путем нагревания галогенидов Gd(III) в присутствии металлического Gd в танталовых контейнерах. Гадолиний также образует сесквихлорид Gd2Cl3 , который может быть далее восстановлен до GdCl путем отжига при 800 °C (1470 °F). Этот хлорид гадолиния(I) образует пластинки со слоистой графитоподобной структурой. [ 20]

Изотопы

Природный гадолиний состоит из шести стабильных изотопов, 154 Gd, 155 Gd, 156 Gd , 157 Gd, 158 Gd и 160 Gd, и одного радиоизотопа , 152 Gd, причем изотоп 158 Gd является наиболее распространенным (24,8% естественного содержания ). Предсказанный двойной бета-распад 160 Gd никогда не наблюдался ( был измерен экспериментальный нижний предел его периода полураспада более 1,3×10 21 лет [21] ).

Было обнаружено тридцать три радиоизотопа гадолиния, наиболее стабильными из которых являются 152 Gd (встречающийся в природе) с периодом полураспада около 1,08×10 14 лет и 150 Gd с периодом полураспада 1,79×10 6 лет. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 75 лет. Большинство из них имеют период полураспада менее 25 секунд. Изотопы гадолиния имеют четыре метастабильных изомера , наиболее стабильными из которых являются 143m Gd ( t 1/2 = 110 секунд), 145m Gd ( t 1/2 = 85 секунд) и 141m Gd ( t 1/2 = 24,5 секунды).

Изотопы с атомными массами ниже, чем у самого распространенного стабильного изотопа 158 Gd, в основном распадаются путем захвата электронов на изотопы европия . При более высоких атомных массах основным режимом распада является бета-распад , а основными продуктами являются изотопы тербия .

История

Гадолиний назван в честь минерала гадолинита . Гадолинит был впервые химически проанализирован финским химиком Йоханом Гадолином в 1794 году. [22] [23] В 1802 году немецкий химик Мартин Клапрот дал гадолиниту его название [24] [10] В 1880 году швейцарский химик Жан Шарль Галиссар де Мариньяк наблюдал спектроскопические линии гадолиния в образцах гадолинита (который на самом деле содержит относительно немного гадолиния, но достаточно, чтобы показать спектр) и в отдельном минерале церите . Последний минерал, как оказалось, содержал гораздо больше элемента с новой спектральной линией. Де Мариньяк в конечном итоге отделил минеральный оксид от церита, который, как он понял, был оксидом этого нового элемента. Он назвал оксид « гадолинием ». Поскольку он понял, что «гадолиний» был оксидом нового элемента, ему приписывают открытие гадолиния. Французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран осуществил отделение металлического гадолиния от гадолиния в 1886 году. [25] [26] [27] [28]

Происшествие

Гадолинит

Гадолиний входит в состав многих минералов, таких как монацит и бастнезит . Этот металл слишком реактивен, чтобы существовать в природе. Парадоксально, но, как отмечено выше, минерал гадолинит на самом деле содержит только следы этого элемента. Содержание в земной коре составляет около 6,2 мг/кг. [10] Основные районы добычи находятся в Китае, США, Бразилии, Шри-Ланке, Индии и Австралии, а запасы, как ожидается, превысят один миллион тонн. Мировое производство чистого гадолиния составляет около 400 тонн в год. Единственный известный минерал с существенным содержанием гадолиния, леперсоннит-(Gd) , встречается очень редко. [29] [30]

Производство

Гадолиний добывают как из монацита, так и из бастнезита .

  1. Измельченные минералы извлекаются с помощью соляной или серной кислоты , которая превращает нерастворимые оксиды в растворимые хлориды или сульфаты.
  2. Кислые фильтраты частично нейтрализуют едким натром до pH 3–4. Торий осаждается в виде гидроксида, который затем удаляется.
  3. Оставшийся раствор обрабатывают оксалатом аммония для перевода редкоземельных элементов в их нерастворимые оксалаты . Оксалаты преобразуются в оксиды при нагревании.
  4. Оксиды растворяются в азотной кислоте , которая исключает один из основных компонентов — церий , оксид которого нерастворим в HNO 3 .
  5. Раствор обрабатывают нитратом магния для получения кристаллизованной смеси двойных солей гадолиния, самария и европия .
  6. Соли разделяют методом ионообменной хроматографии.
  7. Затем ионы редкоземельных металлов выборочно вымываются подходящим комплексообразующим агентом. [10]

Металлический гадолиний получают из его оксида или солей путем нагревания его с кальцием при 1450 °C (2640 °F) в атмосфере аргона. Губчатый гадолиний может быть получен путем восстановления расплавленного GdCl3 соответствующим металлом при температурах ниже 1312 °C (2394 °F) (температура плавления Gd) при пониженном давлении. [10]

Приложения

Гадолиний не имеет широкомасштабного применения, но имеет ряд специализированных применений.

Поглотитель нейтронов

Поскольку гадолиний имеет высокое нейтронное сечение, он эффективен для использования в нейтронной радиографии и в защите ядерных реакторов . Он используется в качестве вторичной, аварийной меры отключения в некоторых ядерных реакторах, особенно в реакторах типа CANDU . [10] Гадолиний используется в ядерных морских двигательных установках в качестве выгорающего яда . Было исследовано использование гадолиния в нейтронной захватной терапии для поражения опухолей, и соединения, содержащие гадолиний, оказались многообещающими. [31]

Сплавы

Гадолиний обладает необычными металлургическими свойствами: всего 1% гадолиния улучшает обрабатываемость железа, хрома и родственных сплавов , а также их устойчивость к высоким температурам и окислению . [32]

Магнитный контрастный агент

Гадолиний парамагнитен при комнатной температуре , с ферромагнитной точкой Кюри 20 °C (68 °F). [12] Парамагнитные ионы, такие как гадолиний, увеличивают скорость релаксации ядерного спина , что делает гадолиний полезным в качестве контрастного вещества для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Растворы органических комплексов гадолиния и соединений гадолиния используются в качестве внутривенных контрастных веществ для улучшения изображений в медицинских процедурах и процедурах магнитно-резонансной ангиографии (МРА). Магневист является наиболее распространенным примером. [33] [34] Нанотрубки, заполненные гадолинием, называемые « гадонанотрубками », в 40 раз эффективнее обычного контрастного вещества гадолиния. [35] Традиционные контрастные вещества на основе гадолиния не имеют целевого назначения, обычно распределяются по всему телу после инъекции, но не будут легко пересекать неповрежденный гематоэнцефалический барьер . [36] Опухоли мозга и другие расстройства, которые разрушают гематоэнцефалический барьер, позволяют этим агентам проникать в мозг и облегчают их обнаружение с помощью контрастной МРТ . Аналогично, отсроченная магнитно-резонансная томография хряща с гадолинием использует ионное составное вещество, первоначально Магневист , которое исключается из здорового хряща на основе электростатического отталкивания , но проникает в хрящ, обедненный протеогликанами, при таких заболеваниях, как остеоартрит . [ необходима медицинская цитата ]

Люминофоры

Гадолиний используется в качестве фосфора в медицинской визуализации. Он содержится в слое фосфора рентгеновских детекторов, взвешенном в полимерной матрице. Оксисульфид гадолиния , легированный тербием ( Gd2O2S :Tb) в слое фосфора преобразует рентгеновские лучи, испускаемые источником, в свет. Этот материал излучает зеленый свет с длиной волны 540 нм из-за присутствия Tb3 + , что очень полезно для повышения качества изображения. Энергетическая конверсия Gd составляет до 20%, что означает, что одна пятая часть энергии рентгеновских лучей, попадающих на слой фосфора, может быть преобразована в видимые фотоны. [ необходима цитата ] Оксиортосиликат гадолиния (Gd2SiO5 , GSO ; обычно легированный 0,1–1,0% Ce ) представляет собой монокристалл, который используется в качестве сцинтиллятора в медицинской визуализации, такой как позитронно-эмиссионная томография , и для обнаружения нейтронов. [37]

Соединения гадолиния также использовались для изготовления зеленых люминофоров для цветных телевизионных трубок. [38]

Излучатель гамма-излучения

Гадолиний-153 производится в ядерном реакторе из элементарного европия или обогащенных гадолиниевых мишеней. Он имеет период полураспада240 ± 10 дней и испускает гамма-излучение с сильными пиками при 41 кэВ и 102 кэВ. Он используется во многих приложениях по обеспечению качества, таких как линейные источники и калибровочные фантомы, чтобы гарантировать, что системы визуализации ядерной медицины работают правильно и создают полезные изображения распределения радиоизотопов внутри пациента. [39] Он также используется в качестве источника гамма-излучения в измерениях поглощения рентгеновских лучей и в измерителях плотности костей для скрининга остеопороза . [ необходима цитата ]

Электронные и оптические устройства

Гадолиний используется для изготовления гадолиниевого иттриевого граната (Gd:Y 3 Al 5 O 12 ), который применяется в микроволновых печах и применяется в производстве различных оптических компонентов, а также в качестве материала подложки для магнитооптических пленок. [40]

Электролит в топливных элементах

Гадолиний также может служить электролитом в твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ). Использование гадолиния в качестве легирующей примеси для таких материалов, как оксид церия (в форме легированного гадолинием церия ), дает электролит, обладающий как высокой ионной проводимостью , так и низкими рабочими температурами.

Магнитное охлаждение

Исследования проводятся по магнитному охлаждению вблизи комнатной температуры, что может обеспечить значительную эффективность и экологические преимущества по сравнению с традиционными методами охлаждения. Материалы на основе гадолиния, такие как Gd5 ( SixGe1 − x ) 4 , в настоящее время являются наиболее перспективными материалами из-за их высокой температуры Кюри и гигантского магнитокалорического эффекта. Чистый Gd сам по себе проявляет большой магнитокалорический эффект вблизи своей температуры Кюри 20 °C (68 °F), и это вызвало интерес к производству сплавов Gd , имеющих больший эффект и настраиваемую температуру Кюри. В Gd5 ( SixGe1 − x ) 4 составы Si и Ge можно изменять для регулировки температуры Кюри. [15]

Сверхпроводники

Оксид гадолиния, бария и меди (GdBCO) является сверхпроводником [41] [42] [43] и применяется в сверхпроводящих двигателях или генераторах, например, в ветряных турбинах. [44] Он может быть изготовлен таким же образом, как и наиболее широко исследованный купратный высокотемпературный сверхпроводник, оксид иттрия, бария и меди (YBCO), и использует аналогичный химический состав (GdBa 2 Cu 3 O 7− δ ). [45] Он был использован в 2014 году для установления нового мирового рекорда по самому высокому захваченному магнитному полю в массивном высокотемпературном сверхпроводнике , при этом поле 17,6 Тл было захвачено в двух массивах GdBCO. [46] [47]

Лечение астмы

Гадолиний исследуется как возможное средство для предотвращения рубцевания легочной ткани при астме . Положительный эффект был отмечен у мышей. [48]

Нишевые и бывшие приложения

Гадолиний используется для обнаружения антинейтрино в японском детекторе Супер-Камиоканде , чтобы обнаружить взрывы сверхновых . Низкоэнергетические нейтроны, возникающие при поглощении антинейтрино протонами в сверхчистой воде детектора, захватываются ядрами гадолиния, которые впоследствии испускают гамма-лучи , которые обнаруживаются как часть сигнатуры антинейтрино. [49]

Гадолиний - галлиевый гранат (GGG, Gd3Ga5O12 ) использовался для имитации алмазов и для компьютерной пузырьковой памяти . [50]

Безопасность

Как свободный ион, гадолиний часто считается высокотоксичным, но контрастные вещества для МРТ представляют собой хелатные соединения и считаются достаточно безопасными для использования большинством людей. Токсичность свободных ионов гадолиния у животных обусловлена ​​вмешательством в ряд процессов, зависящих от кальциевых ионных каналов. 50% летальная доза составляет около 0,34 ммоль/кг (внутривенно, мышь) [52] или 100–200 мг/кг. Исследования токсичности на грызунах показывают, что хелатирование гадолиния (которое также улучшает его растворимость) снижает его токсичность по отношению к свободному иону в 31 раз (т. е. летальная доза для хелата Gd увеличивается в 31 раз). [53] [54] [55] Поэтому считается, что клиническая токсичность контрастных веществ на основе гадолиния (GBCAs [56] ) у людей будет зависеть от силы хелатирующего агента; однако это исследование все еще не завершено. [ когда? ] Около дюжины различных хелатированных Gd агентов были одобрены в качестве контрастных агентов для МРТ по всему миру. [57] [58] [59]

Использование контрастных веществ на основе гадолиния приводит к отложению гадолиния в тканях мозга, костей, кожи и других тканях в количествах, которые зависят от функции почек , структуры хелатов (линейных или макроциклических) и введенной дозы. [60] У пациентов с почечной недостаточностью существует риск редкого, но серьезного заболевания, называемого нефрогенным системным фиброзом (НСФ) [61], которое вызвано использованием контрастных веществ на основе гадолиния. Заболевание напоминает склеромикседему и в некоторой степени склеродермию . Оно может возникнуть через несколько месяцев после инъекции контрастного вещества. Его связь с гадолинием, а не с молекулой-носителем, подтверждается его возникновением с различными контрастными материалами, в которых гадолиний переносится совершенно разными молекулами-носителями. Из-за риска НСФ использование этих веществ не рекомендуется для любого человека с терминальной стадией почечной недостаточности, поскольку им может потребоваться экстренный диализ.

В текущие рекомендации Канадской ассоциации рентгенологов [62] включено , что пациенты на диализе должны получать препараты гадолиния только в случае необходимости и что они должны получать диализ после обследования. Если пациенту на диализе необходимо провести МРТ с контрастным усилением, рекомендуется избегать определенных контрастных веществ с высоким риском, но не рассматривать более низкую дозу. [62] Американский колледж рентгенологии рекомендует проводить МРТ с контрастным усилением как можно ближе к диализу в качестве меры предосторожности, хотя не было доказано, что это снижает вероятность развития НСФ. [63] FDA рекомендует учитывать потенциальную задержку гадолиния при выборе типа GBCA, используемого для пациентов, которым требуется несколько доз в течение жизни, беременных женщин, детей и пациентов с воспалительными заболеваниями. [64]

Анафилактоидные реакции встречаются редко, примерно в 0,03–0,1% случаев [65] .

Долгосрочные экологические последствия загрязнения гадолинием в результате его использования человеком являются темой текущих исследований. [66] [67]

Биологическое использование

Гадолиний не имеет известной собственной биологической роли, но его соединения используются в качестве исследовательских инструментов в биомедицине. Соединения Gd 3+ являются компонентами контрастных агентов МРТ . [68] Он используется в различных экспериментах по электрофизиологии ионных каналов для блокирования каналов утечки натрия и растяжения активированных ионных каналов. [69] Гадолиний недавно использовался для измерения расстояния между двумя точками в белке с помощью электронного парамагнитного резонанса , чему гадолиний особенно поддается благодаря чувствительности ЭПР на частотах w-диапазона (95 ГГц). [70]

Примечания

  1. ^ Тепловое расширение кристалла Gd сильно анизотропно и зависит от температуры: параметры для каждой оси кристалла при 20 °C равны: α a  = 9,37 × 10−6 /К,  α  c =−83,0 × 10 −6 /K, а α среднее = α V /3 = −21,4 × 10 −6 /К. При 100 °С: α a  = 6,6 × 10−6 /К,  α  c =20,1 × 10−6 / К, а α среднее = 11,1 × 10−6 / К .

Ссылки

  1. ^ «Стандартные атомные веса: гадолиний». CIAAW . 2024.
  2. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 мая 2022 г.). "Стандартные атомные веса элементов 2021 г. (Технический отчет ИЮПАК)". Чистая и прикладная химия . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  3. ^ abc Arblaster, John W. (2018). Selected Values ​​of the Crystallographic Properties of Elements . Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
  4. ^ Иттрий и все лантаноиды, за исключением Ce и Pm, наблюдались в степени окисления 0 в комплексах бис(1,3,5-три-трет-бутилбензола), см. Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Соединения скандия, иттрия и лантаноидов с нулевой степенью окисления". Chem. Soc. Rev. 22 : 17–24. doi :10.1039/CS9932200017.и Арнольд, Полли Л.; Петрухина, Марина А.; Боченков, Владимир Е.; Шабатина, Татьяна И.; Загорский, Вячеслав В.; Cloke (15 декабря 2003 г.). "Комплексообразование арена с атомами Sm, Eu, Tm и Yb: спектроскопическое исследование при переменной температуре". Журнал металлоорганической химии . 688 (1–2): 49–55. doi :10.1016/j.jorganchem.2003.08.028.
  5. ^ ab Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 28. ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ Уист, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  7. ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  8. ^ Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). «Определение периода полураспада гадолиния-148». Applied Radiation and Isotopes . 194. Elsevier BV: 110708. doi :10.1016/j.apradiso.2023.110708. ISSN  0969-8043.
  9. ^ Доннелли, Л., Нельсон, Р. «Почечная экскреция гадолиния, имитирующая камни на неконтрастной КТ». Детская радиология 28 , 417 (1998). doi :10.1007/s002470050374.
  10. ^ abcdef Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  11. ^ "Гадолиний". Neutron News . 3 (3): 29. 1992. Получено 6 июня 2009 .
  12. ^ ab Lide, DR, ред. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86-е изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. стр. 4.122. ISBN 0-8493-0486-5.
  13. ^ Винингер, Кевин (январь–февраль 2022 г.). «Молекулярная архитектура контрастных сред» (PDF) . Radiologic Technology . 93 (3): 341. PMID  35017275 . Получено 27 ноября 2023 г. .
  14. ^ Coey JM, Skumryev V, Gallagher K (1999). «Редкоземельные металлы: действительно ли гадолиний ферромагнитен?». Nature . 401 (6748): 35–36. Bibcode : 1999Natur.401...35C. doi : 10.1038/43363. ISSN  0028-0836. S2CID  4383791.
  15. ^ ab Gschneidner, K.; Pecharsky, V.; Tsokol, A. (2005). "Recent Developments in Magnetocaloric Materials" (PDF) . Reports on Progress in Physics . 68 (6): 1479. Bibcode :2005RPPh...68.1479G. doi :10.1088/0034-4885/68/6/R04. S2CID  56381721. Архивировано из оригинала (PDF) 9 ноября 2014 г.
  16. ^ Суэнага, Кадзу; Танигучи, Риса; Симада, Такаши; Оказаки, Тошия; Синохара, Хисанори; Иидзима, Сумио (2003). «Доказательства внутримолекулярного движения атомов Gd в наноподечке Gd 2 @ C 92 ». Нано-буквы . 3 (10): 1395. Бибкод : 2003NanoL...3.1395S. дои : 10.1021/nl034621c.
  17. ^ Hashimoto A, Yorimitsu H, Ajima K, Suenaga K, Isobe H, Miyawaki J, Yudasaka M, Iijima S, Nakamura E (июнь 2004 г.). «Селективное осаждение кластера гадолиния(III) в отверстии однослойного углеродного нанохорна». Труды Национальной академии наук США . 101 (23): 8527–30. Bibcode : 2004PNAS..101.8527H. doi : 10.1073/pnas.0400596101 . PMC 423227. PMID  15163794 . 
  18. ^ Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсон, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  19. ^ Марк Винтер (1993–2018). «Химические реакции гадолиния». Университет Шеффилда и WebElements . Получено 6 июня 2009 г.
  20. ^ Коттон (2007). Продвинутая неорганическая химия (6-е изд.). Wiley-India. стр. 1128. ISBN 978-81-265-1338-3.
  21. ^ Даневич, Ф.А.; Кобычев В.В.; Понкратенко О.А.; Третьяк, В.И.; Здесенко, Ю. Г. (5 ноября 2001 г.). «В поисках двойного бета-распада изотопов 160Gd и Ce». Ядерная физика А . 694 (1): 375–391. arXiv : nucl-ex/0011020 . дои : 10.1016/S0375-9474(01)00983-6. ISSN  0375-9474.
  22. ^ Гадолин, Йохан (1794). «Undersokning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen» [Исследование черного тяжелого камня из карьера Иттерби в Рослагене]. Kongliga Vetenskaps Academiens Nya Handlingar [Новые труды Королевской академии наук] (на шведском языке). 15 : 137–155.
  23. ^ Гадолин, Дж. (1796). «Von einer schwarazen, schweren Steinart aus Ytterby Steinbruch in Roslagen in Schweden» [Из черного, тяжелого камня из карьера Иттерби в Рослагене в Швеции]. Chemische Annalen für die Freunde der Naturlehre, Arzneygelahrtheit, Haushaltungskunst und Manufakturen [Химические анналы для друзей науки, медицины, домашнего хозяйства и производства] (на немецком языке). 1 : 313–329.
  24. ^ Клапрот, Мартин Генрих (1802). «Глава LXXVI: Chemische Untersuruchung des Gadolinits [Глава 76: Химическое исследование гадолинита». Beiträge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper [ Вклад в наши знания о минеральных веществах ] (на немецком языке). Берлин (Германия): Генрих Август Роттманн. стр. 52–79. Поскольку Гадолин нашел новую руду ( «einer unbekannten Erdart» (неизвестный тип руды)) в минерале, который ранее назывался «иттербит» (поскольку он был найден недалеко от города Иттербю в Швеции), Клапрот предложил переименуйте минерал в «Гадолинит». Из стр. 54: «Герр Гадолин шляпа также das Verdienst, diese neue Erde im gegenwärtigen Fossil zuerst entdeckt zu haben; weshalb ich auch, mit mehrern Naturforschern, dessen Namen Gadolinit der erstern Benennung Ytterbit vorziehe». (Таким образом, заслуга г-на Гадолина состоит в том, что он первым обнаружил эту новую руду в нынешней породе; по этой причине я, как и несколько [других] ученых, предпочитаю название «гадолинит» первому названию «иттербит».) Клапрот использовал название «иттербит». название «гадолинит» еще в 1801 году: Клапрот (1801). «Einige Bemerkungen über den Gadolinit, den Chryolith und die Honigsteinsäure» [Некоторые наблюдения о гадолините, криолите и меллитовой кислоте]. Chemische Annalen für die Freunde der Naturlehre, Arzneygelahrtheit, Haushaltungskunst und Manufakturen [Химические анналы для друзей науки, медицины, домашнего хозяйства и производства] (на немецком языке): 307–308.
  25. ^ Маршалл, Джеймс Л.; Маршалл, Вирджиния Р. (2008). «Повторное открытие элементов: иттрий и Йохан Гадолин» (PDF) . The Hexagon (Spring): 8–11.
  26. ^ Маршалл, Джеймс Л. Маршалл; Маршалл, Вирджиния Р. Маршалл (2015). «Повторное открытие элементов: редкие земли–запутанные годы» (PDF) . The Hexagon : 72–77 . Получено 30 декабря 2019 г.
  27. ^ Уикс, Мэри Эльвира (1956). Открытие элементов (6-е изд.). Истон, Пенсильвания: Журнал химического образования.
  28. ↑ Уикс, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов: XVI. Редкоземельные элементы». Журнал химического образования . 9 (10): 1751–1773. Bibcode : 1932JChEd...9.1751W. doi : 10.1021/ed009p1751.
  29. ^ Делиенс М. и Пирет П. (1982). «Бийвоетит и леперсоннит, карбонаты, гидраты уранила и редкие земли Шинколобве, Заир». Канадский минералог 20 , 231–38.
  30. ^ "Lepersonnite-(Gd): информация и данные о минерале Lepersonnite-(Gd)". Mindat.org . Получено 4 марта 2016 г. .
  31. ^ Кури, Мария Анти; Полихрониду, Константина; Лукас, Григориос; Мегапану, Айкатерини; Вагена, Иоанна-Аглая; Герардос, Анжелика М.; Спирату, Эллас; Эфтсатопулос, Эфтстатиос П. (26 апреля 2023 г.). «Консолидация наночастиц золота и гадолиния: дополнительный шаг на пути к улучшению визуализации и терапии рака». Журнал нанотераностики . 4 (2). МДПИ АГ: 127–149. дои : 10.3390/jnt4020007 . ISSN  2624-845X.
  32. ^ Национальный центр биотехнологической информации. "Сводка элементов по атомному номеру 64, гадолиний". PubChem . Получено 25 октября 2021 г.
  33. ^ Liney, Gary (2006). МРТ в клинической практике. Springer. С. 13, 30. ISBN 978-1-84628-161-7.
  34. ^ Raymond KN, Pierre VC (2005). "Следующее поколение, высокорелаксирующие агенты гадолиния для МРТ". Bioconjugate Chemistry . 16 (1): 3–8. doi :10.1021/bc049817y. PMID  15656568.
  35. ↑ Вендлер, Ронда (1 декабря 2009 г.) Магниты направляют стволовые клетки к поврежденным сердцам. Техасский медицинский центр.
  36. ^ Bagnato F, Gauthier SA, Laule C, Moore G, Bove R, Cai Z и др. (Май 2020 г.). «Механизмы визуализации прогрессирования заболевания при рассеянном склерозе: за пределами атрофии мозга». Journal of Neuroimaging . 30 (3): 251–266. doi :10.1111/jon.12700. PMID  32418324. S2CID  218677556.
  37. ^ Рыжиков В.Д., Гринёв Б.В., Пирогов Е.Н., Онищенко Г.М., Бондарь В.Г., Катрунов К.А., Костюкевич С.А. (2005). «Использование сцинтилляторов оксиортосиликата гадолиния в рентгеновских радиометрах». Оптическая инженерия . 44 : 016403. Бибкод : 2005OptEn..44a6403R. дои : 10.1117/1.1829713.
  38. ^ Sajwan, Reena K.; Tiwari, Samit; Harshit, Tulika; Singh, Ajaya Kumar (10 октября 2017 г.). "Недавний прогресс в многоцветной настройке редкоземельных легированных гадолинием алюминатных фосфоров GdAlO3". Optical and Quantum Electronics . 49 (11): 344. doi :10.1007/s11082-017-1158-5. ISSN  1572-817X. S2CID  254897308.
  39. ^ "Гадолиний-153". Pacific Northwest National Laboratory. Архивировано из оригинала 27 мая 2009 года . Получено 6 июня 2009 года .
  40. ^ Куомо, Дж. Дж.; Чаудхари, П.; Гамбино, Р. Дж. (1 мая 1974 г.). «Аморфные магнитные материалы для пузырьковых доменов и магнитооптических приложений». Журнал электронных материалов . 3 (2): 517–529. Bibcode : 1974JEMat...3..517C. doi : 10.1007/BF02652955. ISSN  1543-186X. S2CID  97662638.
  41. ^ Ши, Y; Бабу, N Хари; Иида, K; Кардвелл, DA (1 февраля 2008 г.). "Сверхпроводящие свойства отдельных зерен Gd-Ba-Cu-O, обработанных из нового, богатого Ba прекурсорного соединения". Журнал физики: Серия конференций . 97 (1): 012250. Bibcode : 2008JPhCS..97a2250S. doi : 10.1088/1742-6596/97/1/012250 . ISSN  1742-6596.
  42. ^ Cardwell, DA; Shi, YH; Hari Babu, N; Pathak, SK; Dennis, AR; Iida, K (1 марта 2010 г.). "Top seeded melt growth of Gd–Ba–Cu–O single grain superconductors". Superconductor Science and Technology . 23 (3): 034008. Bibcode : 2010SuScT..23c4008C. doi : 10.1088/0953-2048/23/3/034008. ISSN  0953-2048. S2CID  121381965.
  43. ^ Чжан, YF; Ван, JJ; Чжан, XJ; Пан, CY; Чжоу, WL; Сюй, Y; Лю, YS; Изуми, M (2017). "Свойства закрепления потока в объеме GdBCO через процесс инфильтрации и роста". Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 213 (1): 012049. Bibcode : 2017MS&E..213a2049Z. doi : 10.1088/1757-899X/213/1/012049 . ISSN  1757-8981.
  44. ^ Ван, Брайан (22 ноября 2018 г.). «European EcoSwing строит первую полномасштабную сверхпроводниковую ветровую турбину».
  45. ^ Чжан, Юфэн; Чжоу, Дифан; Ида, Тецуя; Мики, Мотохиро; Идзуми, Мицуру (1 апреля 2016 г.). «Объемные сверхпроводники, выращенные из расплава, и их применение во вращающейся машине с осевым зазором». Сверхпроводниковая наука и технология . 29 (4): 044005. Бибкод : 2016SuScT..29d4005Z. дои : 10.1088/0953-2048/29/4/044005. ISSN  0953-2048. S2CID  124770013.
  46. ^ Даррелл, Дж. Х.; Деннис, АР; Ярошинский, Дж.; Эйнсли, М. Д.; Палмер, К. Г. Б.; Ши, Й. Х.; Кэмпбелл, АМ; Халл, Дж.; Страсик, М. (1 августа 2014 г.). «Захваченное поле 17,6 Тл в расплавленном, объемном Gd-Ba-Cu-O, армированном термоусадочной сталью». Superconductor Science and Technology . 27 (8): 082001. arXiv : 1406.0686 . Bibcode : 2014SuScT..27h2001D. doi : 10.1088/0953-2048/27/8/082001. ISSN  0953-2048. S2CID  4890081.
  47. ^ "Сильнейшее магнитное поле, захваченное в сверхпроводнике". 25 июня 2014 г. Получено 15 августа 2019 г.
  48. ^ Астма: ученые обнаружили новую причину повреждения легких – BBC News
  49. ^ Abe, K.; Bronner, C.; Hayato; et al. (2022). "Первая загрузка гадолиния в Супер-Камиоканде". Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 1027 : 166248. arXiv : 2109.00360 . Bibcode : 2022NIMPA102766248A. doi : 10.1016/j.nima.2021.166248. ISSN  0168-9002. S2CID  237372721.
  50. ^ Hammond, CR The Elements , в Lide, DR, ред. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86-е изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  51. ^ "Гадолиний 691771". Sigma-Aldrich .
  52. ^ Буске и собр., 1988
  53. ^ "Токсикологический профиль хелатов гадолиния для IRM: où en est-on?" (PDF) .
  54. ^ Ersoy, Hale; Rybicki, Frank J. (ноябрь 2007 г.). «Профили биохимической безопасности внеклеточных контрастных агентов на основе гадолиния и нефрогенный системный фиброз». Журнал магнитно-резонансной томографии . 26 (5): 1190–1197. doi :10.1002/jmri.21135. ISSN  1053-1807. PMC 2709982. PMID 17969161  . 
  55. ^ Penfield JG, Reilly RF (декабрь 2007 г.). «Что нефрологам нужно знать о гадолинии». Nature Clinical Practice. Нефрология . 3 (12): 654–68. doi :10.1038/ncpneph0660. PMID  18033225. S2CID  22435496.
  56. ^ "Болезнь отложения гадолиния (GDD) у пациентов с нормальной функцией почек". Токсичность гадолиния . 1 ноября 2015 г. Получено 3 февраля 2016 г.
  57. ^ "Вопросы и ответы по магнитно-резонансной томографии" (PDF) . Международное общество магнитного резонанса в медицине . Архивировано (PDF) из оригинала 29 ноября 2007 г. . Получено 6 июня 2009 г. .
  58. ^ "Информация о контрастных веществах, содержащих гадолиний". Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Архивировано из оригинала 6 сентября 2008 г.
  59. ^ Грей, Теодор (2009). Элементы , Black Dog & Leventhal Publishers, ISBN 1-57912-814-9 . 
  60. ^ Твидл, Майкл Ф. (2021). «Удержание гадолиния в мозге, костях и коже человека». Радиология . 300 (3): 570–571. doi :10.1148/radiol.2021210957. ISSN  0033-8419. PMID  34128728.
  61. ^ Thomsen HS, Morcos SK, Dawson P (ноябрь 2006 г.). «Существует ли причинно-следственная связь между введением контрастных веществ на основе гадолиния и развитием нефрогенного системного фиброза (NSF)?». Clinical Radiology . 61 (11): 905–06. doi :10.1016/j.crad.2006.09.003. PMID  17018301.
  62. ^ ab Schieda N, Blaichman JI, Costa AF, Glikstein R, Hurrell C, James M, Jabehdar Maralani P, Shabana W, Tang A, Tsampalieros A, van der Pol CB, Hiremath S (2018). «Контрастные вещества на основе гадолиния при заболеваниях почек: всесторонний обзор и руководство по клинической практике, выпущенное Канадской ассоциацией радиологов». Канадский журнал здоровья и заболеваний почек . 5 : 2054358118778573. doi : 10.1177/2054358118778573. PMC 6024496. PMID  29977584 . 
  63. ^ Комитет ACR по лекарственным средствам; Контрастные вещества (2010). Руководство ACR по контрастным веществам, версия 7. Американский колледж радиологии. ISBN 978-1-55903-050-2.
  64. ^ Центр оценки и исследования лекарственных средств. «FDA предупреждает, что контрастные вещества на основе гадолиния (GBCA) сохраняются в организме; требуются новые предупреждения о классе». www.fda.gov . Безопасность и доступность лекарственных средств – Сообщение FDA о безопасности лекарственных средств . Получено 20 сентября 2018 г. .
  65. ^ Мерфи К.Дж., Брунберг Дж.А., Кохан Р.Х. (октябрь 1996 г.). «Побочные реакции на контрастные вещества с гадолинием: обзор 36 случаев». АЖР. Американский журнал рентгенологии . 167 (4): 847–49. дои : 10.2214/ajr.167.4.8819369 . ПМИД  8819369.
  66. ^ Gwenzi, Willis; Mangori, Lynda; Danha, Concilia; Chaukura, Nhamo; Dunjana, Nothando; Sanganyado, Edmond (15 сентября 2018 г.). «Источники, поведение и риски для окружающей среды и здоровья человека, связанные с высокотехнологичными редкоземельными элементами как новыми загрязнителями». Наука об окружающей среде в целом . 636 : 299–313. Bibcode : 2018ScTEn.636..299G. doi : 10.1016/j.scitotenv.2018.04.235. ISSN  1879-1026. PMID  29709849. S2CID  19076605.
  67. ^ Роговска Дж, Ольковска Э, Ратайчик В, Вольска Л (июнь 2018 г.). «Гадолиний как новый новый загрязнитель водной среды». Экологическая токсикология и химия . 37 (6): 1523–34. Бибкод : 2018EnvTC..37.1523R. дои : 10.1002/etc.4116 . ПМИД  29473658.
  68. ^ Тирчо, Дьюлия; Мольяр, Энрико; Чупас, Тибор; Гарда, Золтан; Ботар, Ричард; Кальман, Ференц К.; Ковач, Золтан; Брюхер, Эрно; Тот, Имре (2021). «Глава 2. Контрастные вещества на основе гадолиния (III) для магнитно-резонансной томографии. Переоценка». Ионы металлов в методах биовизуализации . Спрингер. стр. 39–70. дои : 10.1515/9783110685701-008. S2CID  233702931.
  69. ^ Yeung EW, Allen DG (август 2004 г.). «Каналы, активируемые растяжением, при повреждении мышц, вызванном растяжением: роль в мышечной дистрофии». Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology . 31 (8): 551–56. doi : 10.1111/j.1440-1681.2004.04027.x. hdl : 10397/30099 . PMID  15298550. S2CID  9550616.
  70. ^ Yang Y, Yang F, Gong Y, Bahrenberg T, Feintuch A, Su X, Goldfarb, D (октябрь 2018 г.). «Высокочувствительные измерения расстояний внутриклеточного ЭПР на белках с использованием оптимизированной спиновой метки Gd(III)». The Journal of Physical Chemistry Letters . 9 (20): 6119–23. doi :10.1021/acs.jpclett.8b02663. PMID  30277780. S2CID  52909932.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Гадолиний.
Найдите информацию о гадолинии в Викисловаре, бесплатном словаре.