گادولینیوم تری کلراید

 

گادولینیوم تری کلراید جامدی سفید رنگ است که معمولا به صورت شش آبه هگزاهیدرات GdCl۳∙۶H۲O دیده می شود که گاهی اوقات تری کلرید گادولینیوم نیز نامیده می شود.

 

ترکیبات حاوی یون +Gd۳ از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند زیرا یون حداکثر تعداد چرخش های غیر جفتی ممکن را حداقل برای عناصر شناخته شده دارد. با وجود هفت الکترون ظرفیتی و هفت اوربیتال f در ساختار این ماده، هر هفت الکترون جفت نشده، به طور متقارن در اطراف فلز قرار گرفته اند.

 

بنابراین حضور این مغناطیس و تقارن زیاد با هم ترکیب، +Gd۳ را به یک مولفه مفید و کاربردی در طیف سنجی NMR و MRI تبدیل می کنند.

 

خواص و مشخصات شناسایی گادولینیوم تری کلراید

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                                 جامد سفید  فرمول شیمیایی                                                                           GdCl۳
دانسیته                                                                     (g/cm۳) ۴.۵۲ وزن مولکولی                                                            (g/mol) 263.61
نقطه ذوب                                                                       (۰C) 609 شماره                                                            (CAS No) 10138-52-0
نقطه جوش                                                                     (۰C) 1580 ساختار کریستالی                                                     هگزاگونال (hP8)

 

تولید گادولینیوم تری کلراید،

 

تری کلرید گادولینیوم معمولاً توسط مسیر “کلرید آمونیوم” تهیه می شود که شامل سنتز اولیه [NH۴)۲[GdCl۵) است. این ماده را می توان از مواد اولیه معمول در دمای واکنش ۲۳۰ درجه سانتیگراد از اکسید گادولینیوم تهیه کرد:

 

 ۱۰NH۴Cl + Gd۲O۳ → ۲(NH۴)۲[GdCl۵] + ۶NH۳ + ۳H۲O

 

از کلرید گادولینیوم هیدراته:

 

 ۴NH۴Cl + 2GdCl۳∙۶H۲O → ۲(NH۴)۲[GdCl۵] + ۱۲H۲O

 

از فلز گادولینیوم:

 

 ۱۰NH۴Cl + 2Gd → ۲(NH۴)۲[GdCl۵] + ۶NH۳ + ۳H۲

 

در مرحله دوم پنتاکلراید در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد تجزیه می شود:

 

NH۴)۲[GdCl۵] → GdCl۳ + ۲NH۴Cl)

 

این واکنش تولید گاز از طریق واسطه [NH۴[Gd۲Cl۷ ادامه می یابد. مسیر کلرید آمونیوم از محبوبیت و هزینه کمتری نسبت به سایر روش ها برخوردار است.

 

با این حال، گادولینیوم تری کلراید همچنین می تواند با واکنش Gd جامد در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد در جریان HCl سنتز شود: 

 

 Gd + 3HCl → GdCl۳ + ۳/۲H۲

 

کلرید گادولینیم (III) همچنین هگزاهیدرات، GdCl۳∙۶H۲O را تشکیل می دهد. هگزاهیدرات توسط اکسید گادولینیوم (III) (یا کلراید) در HCl غلیظ و به دنبال آن تبخیر تهیه می شود.

 

ساختار گادولینیوم تری کلرید با ساختار شش ضلعی UCl۳ متبلور می شود، همانطور که برای سایر کلریدهای ۴f از جمله La ،Ce ،Pr ،Nd ،Pm ،Sm ،Eu دیده می شود.

 

در هگزاهیدرات کلرید گادولینیوم (III) و سایر تری کلریدها و تری ترمیدهای ۴f کوچکتر، شش مولکول H۲O و ۲ یون Cl با کاتیون ها هماهنگ می شوند و در نتیجه یک گروه هماهنگی از ۸ تشکیل می شود.

 

کاربردهای گادولینیوم تری کلراید

 

از جمله مهمترین کاربردها نمک های گادولینیم که بسیار مورد توجه می باشد، استفاده در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) است. این روش از این واقعیت بهره می برد که +Gd۳ دارای پیکربندی الکترونیکی f7 است.

 

هفت بیشترین تعداد چرخش الکترون جفت نشده برای یک اتم است، بنابراین +Gd۳ یک جز اصلی در طراحی کمپلکس های بسیار پارامغناطیس است. برای تولید عوامل آرام سازی، منابع +Gd۳ مانند GdCl۳∙۶H۲O به کمپلکس های هماهنگی تبدیل می شوند.

 

GdCl۳∙۶H۲O به دلیل حلالیت کم در آب، در محلول pH خنثی بدن، نمی تواند به عنوان ماده حاجب MRI استفاده شود. ترکیبات حاصل از گادولینیوم  (III)، به عنوان مثال +[GdCl۲(H۲O) 6] سمی است، بنابراین عوامل کیلیت برای کاربردهای پزشکی ضروری هستند.

 

گادولینیوم تری کلراید یک معرف کارآمد و جدید برای سنتز الکل های همولیلیک:

کاربردهای گادولینیوم تری کلراید 

ترکیبات کربونیل در شرایط واکنش بسیار ملایم و تحت واکنش های افزایشی هسته ای با آلیلستاننان ها در حضور GdCl۳· ۶H۲O در استونیتریل قرار می گیرند تا الکل های همولیلیک مربوطه را در بازده عالی و با انتخاب پذیری شیمیایی بالا ارائه دهند.  

 

منابع:

۱) www.en.wikipedia.org

۲) www.sciencedirect.com  

 

این محصول اینجا جستجو کنید.

خرید محصولات از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.