கடோலினியம் (Gd) ஒரு அறிமுகம்
கடோலினியம், Gd என்ற இரசாயன குறியீட்டால் குறிக்கப்படுகிறது, அணு எண் 64 கொண்ட ஒரு தனிமம் ஆகும். இது லந்தனைடு தொடரைச் சேர்ந்தது, இது கால அட்டவணையின் தொகுதி 3, காலகட்டம் 6 இல் காணப்படும் அரிய-பூமி தனிமங்களின் ஒரு குழு ஆகும். இது ஒரு வெள்ளி-வெள்ளை, தகடாகும் மற்றும் கம்பியாக நீளும் உலோகம் ஆகும். கடோலினியம் தனித்துவமான காந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அறை வெப்பநிலையில் வலுவாக ஃபெரோகாந்தத்தன்மை ஆக மாறுகிறது, இரும்பு, நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் போன்ற ஒரு சில தனிமங்கள் மட்டுமே இந்தப் பண்பைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன.
பொதுவான பண்புகள்
கடோலினியம் மிதமான மென்மையான உலோகம் ஆகும், இது ஈரமான காற்றில் மங்கி, ஒரு பாதுகாப்பு ஆக்சைடு பூச்சு உருவாகிறது. இதன் உருகுநிலை தோராயமாக 1312 °C மற்றும் கொதிநிலை சுமார் 3273 °C ஆகும். மற்ற லந்தனைடுகளைப் போலவே, கடோலினியமும் அதன் சேர்மங்களில் பொதுவாக +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் உள்ளது.
இரசாயன வினைத்திறன்
கடோலினியம் ஒரு வினைத்திறன் கொண்ட உலோகம் ஆகும், இருப்பினும் கார உலோகங்கள் மற்றும் காரமண் உலோகங்களை விட குறைவான வினைத்திறன் கொண்டது. இதன் வினைத்திறன் மற்ற லந்தனைடுகளின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.
நீருடன் வினை
கடோலினியம் குளிர்ந்த நீருடன் மெதுவாக வினைபுரிந்து, கடோலினியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. சூடான நீருடன் வினை மிகவும் தீவிரமாகிறது. நீருடன் அதன் வினையை குறிக்கும் இரசாயன சமன்பாடு: $2\text{Gd(s)} + 6\text{H}_2\text{O(l)} \rightarrow 2\text{Gd(OH)}_3\text{(aq)} + 3\text{H}_2\text{(g)}$
காற்றுடன் வினை
உலர்ந்த காற்றில், கடோலினியம் மெதுவாக மங்கி, கடோலினியம்(III) ஆக்சைட்டின் ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது. காற்று அல்லது ஆக்சிஜனில் சூடுபடுத்தப்படும்போது, அது எளிதில் எரிந்து கடோலினியம்(III) ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. $4\text{Gd(s)} + 3\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{Gd}_2\text{O}_3\text{(s)}$
அமிலங்களுடன் வினை
கடோலினியம் பெரும்பாலான நீர்த்த அமிலங்களுடன் எளிதில் வினைபுரிந்து கடோலினியம்(III) உப்புகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன்: $2\text{Gd(s)} + 6\text{HCl(aq)} \rightarrow 2\text{GdCl}_3\text{(aq)} + 3\text{H}_2\text{(g)}$
சுகாதாரம் மற்றும் பாதுகாப்பு அம்சங்கள்
இரசாயன தனிமங்களின் சுகாதாரம் மற்றும் பாதுகாப்பு விளைவுகளைப் புரிந்துகொள்வது மிக முக்கியம்.
நச்சுத்தன்மை
கடோலினியம் உலோகம்自体 குறைந்த தீவிர நச்சுத்தன்மை கொண்டதாகக் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், கடோலினியம் அயனிகள் (Gd³⁺), குறிப்பாக செலட்டிங் முகவர்களுடன் பிணைக்கப்படாதபோது, உடலில் குவியும் போது நச்சுத்தன்மை கொண்டதாக இருக்கும். காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (MRI) இல் பயன்படுத்தப்படும் சில கடோலினியம் அடிப்படையிலான கான்ட்ராஸ்ட் ஏஜென்ட்கள், சில நபர்களில் மூளை உட்பட பல்வேறு திசுக்களில் படிவதற்கான போக்குகளைக் காட்டியுள்ளன, இது தொடர்ச்சியான ஆராய்ச்சி மற்றும் மருத்துவ ஆய்வுக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த கான்ட்ராஸ்ட் ஏஜென்ட்கள் பொதுவாக கரிம லிகண்டுகளால் செலேட் செய்யப்பட்ட கடோலினியம் அயனிகளைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றின் நச்சுத்தன்மையைக் குறைத்து உடலில் இருந்து வெளியேற்ற உதவுகிறது. இத்தகைய MRI நடைமுறைகள் இந்தியாவில் உள்ள மருத்துவமனைகளில் பொதுவாக செய்யப்படுகின்றன.
கதிரியக்கத்தன்மை
இயற்கையாகக் கிடைக்கும் கடோலினியம் கதிரியக்கத்தன்மை அற்றது. இது பல நிலையான ஐசோடோப்புகளின் (எ.கா., ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd, ¹⁶⁰Gd) கலவையாகும் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் வயதை விட பல மடங்கு அதிக அரை ஆயுளைக் கொண்ட இரண்டு மிக நீண்ட காலம் வாழும், பலவீனமான கதிரியக்க ஐசோடோப்களையும் (¹⁵²Gd மற்றும் ¹⁵⁰Gd) கொண்டுள்ளது. நடைமுறை நோக்கங்களுக்காக, இயற்கையான கடோலினியம் கதிரியக்கமற்றதாகக் கருதப்படுகிறது. கடோலினியத்தின் செயற்கை கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் உற்பத்தி செய்யப்படலாம், ஆனால் இவை இயற்கையாகக் கிடைப்பவை அல்ல.
எரியக்கூடிய தன்மை
அதன் மொத்த உலோக வடிவத்தில், கடோலினியம் சாதாரண சூழ்நிலைகளில் அதிக எரியக்கூடியதாகக் கருதப்படுவதில்லை, ஆனால் அதிக வெப்பநிலையில் காற்றில் எரியும். பல உலோகங்களைப் போலவே, மிக நுண்ணிய கடோலினியம் தூளும் காற்றில் பரவும்போது மிகவும் எரியக்கூடியதாகவும் வெடிக்கக்கூடியதாகவும் இருக்கும், ஆக்சிஜனுடன் தீவிரமாக வினைபுரிகிறது.
குறிப்பிடத்தக்க இரசாயன வினை
கடோலினியம் ஆக்சைடு உருவாக்கம் என்பது கடோலினியத்திற்கு ஒரு அடிப்படை மற்றும் பொதுவான இரசாயன வினை ஆகும், இது ஆக்சிஜனுடன் அதன் வினைத்திறனை வெளிப்படுத்துகிறது. கடோலினியம் ஆக்சைடு (Gd₂O₃) தொலைக்காட்சிகளுக்கான பாஸ்பர்கள் மற்றும் எக்ஸ்ரே தீவிரப்படுத்தும் திரைகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முக்கியமான சேர்மம் என்பதால் இந்த வினை முக்கியமானது. கடோலினியம் itself, மற்ற அரிய பூமி தனிமங்களுடன் சேர்ந்து, கேரளாவை போன்ற இந்தியாவின் கடலோரப் பகுதிகளில் காணப்படும் மோனாசைட் மணல்கள் போன்ற கனிமங்களில் இருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது, அங்கு இந்த தனிமங்கள் இரசாயன ரீதியாக அவற்றின் ஆக்சைடு வடிவங்களாக மாற்றப்படுகின்றன.