Gd
157.250Gadolinyum
Gadolinium
MRI kontrast maddesi olarak kullanılır. Olağanüstü manyetik özelliklere sahip. Nötron absorbanı olarak nükleer reaktörlerde.
64
157.25 g/mol
[Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
2 | 8 | 18 | 25 | 9 | 2
1.2
7.9 g/cm³
1311.8 °C
3272.8 °C
Jean Charles Galissard de Marignac
Jean Charles Galissard de Marignac, 1880'de didim elementindeki safsızlıkları spektroskopik olarak inceleyerek gadolinyumu keşfetti. 1886'da Paul Émile Lecoq de Boisbaudran onu bağımsız olarak izole etti. Element adını Fin mineralog Johan Gadolin'in onuruna almıştır; Gadolin, itriyumu keşfetmesiyle Ytterby kökenli lantanitler zincirine başlamıştır.
Gd-DTPA
Gadopentanat (Magnevist)Gd-DOTA
Gadoterat (Dotarem)GdFeO₃
Gadolinyum Demir OksitMRI kontrast maddesi: Gd³⁺ (7 eşleşmemiş 4f elektronu = maksimum paramagnetizm); Gd-DTPA (Magnevist), Gd-DOTA (Dotarem), Gd-DO3A-butrol (Gadovist) olarak tıpta yaygın kullanım.
Manyetokalorimetrik soğutma: Gd metal, Curie noktası ~292 K (oda sıcaklığı yakını) olduğundan manyetokalorimetrik ısı pompası prototiplerinde oda sıcaklığı referans maddesi olarak kullanılır.
Nötron absorbanı: ¹⁵⁵Gd ve ¹⁵⁷Gd son derece yüksek nötron yakalama tesir kesitine sahiptir (¹⁵⁷Gd: 254 000 barn); nükleer reaktör güvenlik ve kontrol sistemleri.
Gd₃Ga₅O₁₂ (GGG) substratı: Mikrodalga ve manyeto-optik bileşenler için tek kristal substrat; lazer bileşeni.
Gadolinyumun doğal bir biyolojik rolü yoktur. Gd³⁺ iyonu kalsiyum antagonistidir. DTPA gibi makrosiklik şelatlar (Gadovist, Dotarem) Gd³⁺'ü vücuttan hızla uzaklaştırır; serbest Gd³⁺ ise böbrek yetmezliği olan hastalarda "Nefrojenik Sistemik Fibrozis" (NSF) riskine yol açar.
01
MRI cihazlarının tüm dünyada yılda milyonlarca kez verdiği kontrast enjeksiyonunun büyük bölümü Gd³⁺ içerir; modern tıbbın en kritik tek-atom katkısı olarak öne çıkar.
02
Gd elektron konfigürasyonu [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s² şeklinde anormal bir yapıya sahiptir; yarı dolmuş 4f kabuğu (4f⁷) kararlılaşmak için 5d'ye bir elektron "çeker" — seryumdan (Ce: [Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²) sonra 5d elektronu içeren ikinci lantanitdir.
03
Gadolinyumun manyetokalorimetrik etkisi yüzde onlarca verimlilik avantajı sunar; araştırmacılar Gd bazlı soğutucuların bir gün freon ve kompresörlü sistemlerin yerini alabileceğini öngörmektedir.
1
Lantanid; Periyot 6; elektron dizilimi [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s² (anomali — yarı dolu 4f sayesinde 5d elektronu çekilir; Ce ile benzer).
2
Gd³⁺: 7 eşleşmemiş f elektronu = maksimum paramagnetizm → MRI kontrast.
3
¹⁵⁷Gd: en yüksek doğal nötron yakalama kesiti (~254 000 barn); nükleer reaktör kontrolü.