Gd cúbico 2 O 3Gd 2 O 3 monoclínico (los átomos de gadolinio son verdes, los átomos de oxígeno son rojos)
El óxido de gadolinio adopta dos estructuras. La estructura cúbica ( cI80 , Ia 3 ), No. 206 ) es similar a la del óxido de manganeso (III) y a los sesquióxidos de lantánidos trivalentes pesados. La estructura cúbica presenta dos tipos de sitios de gadolinio, cada uno con un número de coordinación de 6 pero con diferentes geometrías de coordinación. El segundo polimorfo es monoclínico ( símbolo de Pearson mS30, grupo espacial C2/m, n.º 12). [3] A temperatura ambiente, la estructura cúbica es más estable. El cambio de fase a la estructura monoclínica se produce a 1200 °C. Por encima de 2100 °C hasta el punto de fusión de 2420 °C domina una fase hexagonal. [4]
Preparación y química.
El óxido de gadolinio se puede formar por descomposición térmica de hidróxido, nitrato, carbonato u oxalatos. [5] El óxido de gadolinio se forma en la superficie del metal de gadolinio.
El óxido de gadolinio es un óxido bastante básico, como lo indica su rápida reacción con dióxido de carbono para dar carbonatos. Se disuelve fácilmente en los ácidos minerales comunes con la complicación de que el oxalato , fluoruro, sulfato y fosfato son muy insolubles en agua y pueden cubrir los granos de óxido, impidiendo así la disolución completa. [6]
Nanopartículas de Dios2oh3
Se conocen varios métodos para la síntesis de nanopartículas de óxido de gadolinio , principalmente basados en la precipitación del hidróxido mediante la reacción de iones de gadolinio con hidróxido, seguida de deshidratación térmica hasta obtener el óxido. Las nanopartículas siempre están recubiertas con un material protector para evitar la formación de agregados policristalinos de mayor tamaño. [7] [8] [9]
Las nanopartículas de óxido de gadolinio son un posible agente de contraste para imágenes por resonancia magnética (MRI). Una preparación recubierta de dextrano de partículas de óxido de gadolinio de tamaño 20–40 nm tenía una relaxividad de 4,8 s −1 mM −1 por ion de gadolinio a 7,05 T (un campo inusualmente alto en comparación con los escáneres de resonancia magnética utilizados clínicamente, que en su mayoría oscilan entre 0,5 y 3 T). [7] Se probaron partículas más pequeñas, entre 2 y 7 nm, como agente de resonancia magnética. [8] [9]
Aplicaciones potenciales
El óxido de gadolinio (III) es un material huésped en algunos láseres de estado sólido. Dopado con iones de tierras raras como neodimio o erbio , el Gd₂O₃ puede producir láseres con alta eficiencia y longitudes de onda específicas, que son importantes en diversas aplicaciones, incluidas las telecomunicaciones y los procedimientos médicos. [10]
^ Pradyot Patnaik. Manual de sustancias químicas inorgánicas . McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8 .
^ Abraham, Michael; Hazhirkarzar, Bita; Dublín, Arthur (2023). "Imágenes por resonancia magnética de gadolinio". Biblioteca Nacional de Medicina . Publicación de StatPearls . Consultado el 8 de julio de 2024 .
^ Wells, AF (1984) Química inorgánica estructural, quinta edición de Publicaciones científicas de Oxford. ISBN 0-19-855370-6 .
^ Cotton, S. (2006) Química de lantánidos y actínidos Wiley ISBN 0-470-01006-1 p. 6
^ Yost, DM, Russell, H. Jr., Garner, CS Los elementos de tierras raras y sus compuestos , Wiley, 1947.
^ ab McDonald, M; Watkin, K (2006). "Investigaciones sobre las propiedades fisicoquímicas de las nanopartículas de óxido de gadolinio en partículas pequeñas de dextrano". Radiología Académica . 13 (4): 421–27. doi :10.1016/j.acra.2005.11.005. PMID 16554221.
^ ab Bridot, Jean-Luc; Faure, Anne-Charlotte; Laurent, Sofía; Rivière, Charlotte; Billotey, Claire; Hiba, Bassem; Janier, Marc; Josserand, VéRonique; et al. (2007). "Nanopartículas híbridas de óxido de gadolinio: agentes de contraste multimodales para imágenes in vivo". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 129 (16): 5076–84. doi :10.1021/ja068356j. PMID 17397154.
^ ab Engström, María; Klasson, Anna; Pedersen, Henrik; Vahlberg, Cecilia; Käll, Per-Olov; Uvdal, Kajsa (2006). "Alta relaxividad de protones para nanopartículas de óxido de gadolinio". Materiales de Resonancia Magnética en Física, Biología y Medicina . 19 (4): 180–86. doi :10.1007/s10334-006-0039-x. PMID 16909260. S2CID 23259790.
^ Ismail, NAN; Zaid, MHM (2023). "Papel del Gd2O3 en el reordenamiento de la estructura y las propiedades elásticas del sistema de vidrio ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2". Optik . 276 . doi :10.1016/j.ijleo.2023.170659.
^ "OX1082 Óxido de gadolinio (Gd2O3)". Materiales avanzados de Stanford . Consultado el 8 de julio de 2024 .
^ Shah, MAK; Lu, Yuzheng (2023). "Diseño de electrolito de ceria dopado con gadolinio para la conversión de energía electroquímica a baja temperatura". Revista Internacional de Energía del Hidrógeno . 48 (37): 14000–14011. doi : 10.1016/j.ijhydene.2022.12.314 .
