酸化ガドリニウム(III)
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| 名前 | |
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| その他の名前 三二酸化ガドリニウム、三酸化ガドリニウム | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.031.861 |
| EC番号 |
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PubChem CID | |
| RTECS番号 |
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| ユニイ |
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CompToxダッシュボード（EPA） | |
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| プロパティ | |
| ガドリニウム2酸素3 | |
| モル質量 | 362.50 g/モル |
| 外観 | 白色の無臭の粉末 |
| 密度 | 7.07 g/cm 3 [ 1 ] |
| 融点 | 2,420 °C (4,390 °F; 2,690 K) |
| 不溶性 | |
溶解度積（K sp） | 1.8×10 −23 |
| 溶解度 | 酸に溶ける |
磁化率（χ） | +53,200·10 −6 cm 3 /モル |
| 構造 | |
| 立方晶系、cI80、単斜晶系 | |
| Ia-3、No. 206、C2/m、No. 12 | |
| 危険 | |
| GHSラベル： | |
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| 警告 | |
| H319、H410 | |
| P264、P273、P280、P305+P351+P338、P337+P313、P391、P501 | |
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | 塩化ガドリニウム(III) |
その他の陽イオン | 酸化ユウロピウム(III)、酸化テルビウム(III) |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
酸化ガドリニウム(III)（古語：ガドリニア）は、化学式Gd 2 O 3の無機化合物である。希土類元素ガドリニウムの最も一般的な形態の一つであり、その誘導体は磁気共鳴画像法（MRI）の造影剤として有用である。[ 2 ]
構造
酸化ガドリニウムには2つの構造がある。立方晶（cI80、Ia3 、 No . 206）構造は、酸化マンガン（III）や重三価ランタニド三二酸化物の構造に似ている。立方晶構造は、それぞれ配位数が6であるが配位幾何学が異なる2種類のガドリニウムサイトを特徴とする。2つ目の多形は単斜晶（ピアソン記号mS30、空間群C2/m、No. 12）である。[ 3 ]室温では、立方晶構造の方が安定している。単斜晶構造への相変化は1200℃で起こる。2100℃以上から融点2420℃までは、六方晶相が優勢である。[ 4 ]
準備と化学
酸化ガドリニウムは、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩、またはシュウ酸塩の熱分解によって形成されます。[ 5 ]酸化ガドリニウムはガドリニウム金属の表面に形成されます。
酸化ガドリニウムは、二酸化炭素と容易に反応して炭酸塩を生成することから、比較的塩基性の酸化物であることがわかる。一般的な鉱酸には容易に溶解するが、シュウ酸塩、フッ化物、硫酸塩、リン酸塩は水に非常に溶けにくいため、酸化物粒子を覆い、完全な溶解を妨げることがある。[ 6 ]
Gd 2 O 3ナノ粒子
酸化ガドリニウムナノ粒子の合成法はいくつか知られており、その多くはガドリニウムイオンと水酸化物との反応による水酸化物の沈殿と、その後の熱脱水による酸化物への還元に基づいています。ナノ粒子は、より大きな多結晶凝集体の形成を防ぐため、常に保護材料でコーティングされています。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
酸化ガドリニウムナノ粒子は、磁気共鳴画像（MRI）の造影剤として有望である。デキストランコーティングされた20～40nmサイズの酸化ガドリニウム粒子製剤は、7.05T（臨床的に使用されているMRIスキャナーの磁場範囲が0.5～3Tであることを考えると、非常に高い磁場）において、ガドリニウムイオン1個あたり4.8s-1mM-1の緩和能を示した。 [ 7 ] 2～7nmのより小さな粒子もMRI造影剤として試験された。[ 8 ] [ 9 ]
潜在的な用途
- 酸化ガドリニウム(III)は、いくつかの固体レーザーのホスト材料です。ネオジムやエルビウムなどの希土類イオンをドープしたGd 2 O 3は、高効率で特定の波長のレーザーを生成することができ、通信や医療処置など、様々な用途で重要です。[ 10 ]
- Gd 2 O 3は一部の固体酸化物燃料電池（SOFC）に使用されている。[ 11 ] [ 12 ]
参考文献
- ^プラディオット・パトナイク著『無機化学ハンドブック』マグロウヒル社、2002年、 ISBN 0-07-049439-8。
- ^イブラヒム, マイケル; ハジルカルザー, ビタ; ダブリン, アーサー (2023).ガドリニウム磁気共鳴画像法. StatPearls Publishing. PMID 29494094 .
- ^ウェルズ、AF（1984）構造無機化学第5版オックスフォードサイエンス出版ISBN 0-19-855370-6。
- ^足立 銀也; 今中 信人 (1998). 「二元希土類酸化物」.化学レビュー. 98 (4): 1479– 1514. doi : 10.1021/cr940055h . PMID 11848940 .
- ^コットン、S. (2006)ランタニドとアクチニドの化学Wiley ISBN 0-470-01006-16ページ
- ^ Yost, DM, Russell, H. Jr., Garner, CS『希土類元素とその化合物』Wiley, 1947年。
- ^ a b McDonald, M; Watkin, K (2006). 「デキストラン微粒子ガドリニウム酸化物ナノ粒子の物理化学的特性の調査」. Academic Radiology . 13 (4): 421–27 . doi : 10.1016/j.acra.2005.11.005 . PMID 16554221 .
- ^ a bブリドット、ジャン＝リュック;フォーレ、アンヌ＝シャルロット。ソフィー、ローラン。リヴィエール、シャーロット。クレア、ビロティ。ヒバ、バセム。ジャニエ、マーク。ジョセラン、ヴェロニク。他。 (2007)。 「ハイブリッド酸化ガドリニウム ナノ粒子: in vivo イメージング用のマルチモーダル造影剤」。アメリカ化学会誌。129 (16): 5076–84。書誌コード: 2007JAChS.129.5076B。土井：10.1021/ja068356j。PMID 17397154。
- ^ a bエングストローム、マリア;アンナ・クラッソン。ペダーセン、ヘンリック。ヴァールバーグ、セシリア。ケル、ペルオロフ;ウヴダル、カイサ (2006)。 「酸化ガドリニウムナノ粒子の高いプロトン緩和能」。物理学、生物学、医学における磁気共鳴材料。19 (4): 180–86 .土井: 10.1007/s10334-006-0039-x。PMID 16909260。S2CID 23259790。
- ^ Ismail, NAN; Zaid, MHM (2023). 「ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2ガラス系におけるGd2O3の構造再配置と弾性特性への役割」. Optik . 276 170659. doi : 10.1016/j.ijleo.2023.170659 .
- ^ 「OX1082 酸化ガドリニウム（Gd2O3）」スタンフォード先端材料研究所。2024年7月8日閲覧。
- ^ Shah, MAK; Lu, Yuzheng (2023). 「低温電気化学エネルギー変換のためのガドリニウムドープセリア電解質の設計」 .国際水素エネルギージャーナル. 48 (37): 14000– 14011. Bibcode : 2023IJHE...4814000S . doi : 10.1016/j.ijhydene.2022.12.314 .
