| |||
_chloride.jpg/440px-Gadolinium(III)_chloride.jpg) | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК Гадолиния (III) хлорид | |||
| Другие имена Трихлорид гадолиния Хлорид гадолиния | |||
| Идентификаторы | |||
| |||
3D модель ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЭМБЛ | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.030.338  | ||
PubChem CID | |||
| UNII | |||
CompTox Dashboard ( EPA ) | |||
| |||
| |||
| Характеристики | |||
| GdCl 3 | |||
| Молярная масса | 263,61 г / моль | ||
| Внешность | белые кристаллы гигроскопичны | ||
| Плотность | 4,52 г / см 3 | ||
| Температура плавления | 609 ° С (1128 ° F, 882 К) | ||
| Точка кипения | 1580 ° С (2880 ° F, 1850 К) | ||
| 94,65 г / 100 мл, 25 ° C [1] | |||
| + 27,930 · 10 −6 см 3 / моль | |||
| Структура | |||
| шестиугольный , hP8 | |||
| Р6 3 / м, № 176 | |||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы | Фторид гадолиния (III) Бромид гадолиния (III) Оксид гадолиния (III) | ||
Другие катионы | Хлорид европия (III) Хлорид тербия (III) | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 проверить ( что есть ?)  | |||
| Ссылки на инфобоксы | |||
_2.png)
_chloride.jpg){kind=link}
Хлорид гадолиния (III) , также известный как трихлорид гадолиния , представляет собой GdCl 3 . Это бесцветное гигроскопичное водорастворимое твердое вещество. Гексагидрат GDCL 3 ∙ 6H 2 O обычно встречается и иногда также называют гадолиния трихлорид. Виды Gd 3+ представляют особый интерес, потому что ион имеет максимально возможное число неспаренных спинов, по крайней мере, для известных элементов. Имея семь валентных электронов и семь доступных f-орбиталей, все семь электронов неспарены и симметрично расположены вокруг металла. Сочетание высокого магнетизма и высокой симметрии делает Gd 3+ полезным компонентом в спектроскопии ЯМР и МРТ.
Подготовка [ править ]
GdCl 3 обычно получают способом « хлорид аммония », который включает начальный синтез (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ]. Этот материал может быть получен из обычных исходных материалов при температуре реакции 230 ° C из оксида гадолиния : [2]
- 10 NH 4 Cl + Gd 2 O 3 → 2 (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] + 6 NH 3 + 3 H 2 O
из гидратированного хлорида гадолиния:
- 4 NH 4 Cl + 2 GdCl 3 ∙ 6H 2 O → 2 (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] + 12 H 2 O
из металлического гадолиния :
- 10 NH 4 Cl + 2 Gd → 2 (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] + 6 NH 3 + 3 H 2
На втором этапе пентахлорид разлагается при 300 ° C:
- (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ] → GdCl 3 + 2 NH 4 Cl
Эта реакция пиролиза протекает через промежуточный NH 4 [Gd 2 Cl 7 ].
Метод хлорида аммония более популярен и менее дорог, чем другие методы. Однако GdCl 3 можно также синтезировать реакцией твердого Gd при 600 ° C в проточном потоке HCl . [3]
- Gd + 3 HCl → GdCl 3 + 3/2 H 2
Хлорид гадолиния (III) также образует гексагидрат GdCl 3 ∙ 6H 2 O. Гексагидрат получают из оксида (или хлорида) гадолиния (III) в концентрированной HCl с последующим выпариванием. [4]
Структура [ править ]
GdCl 3 кристаллизуется с гексагональной структурой UCl 3 , как это видно для других 4f трихлоридов, включая La , Ce , Pr , Nd , Pm , Sm , Eu . [5] В следующем кристаллизуются в theYCl 3 мотива: DyCl 3 , HOCl 3 , ErCl 3 , TMCL 3 , YdCl 3 , LuCl 3 , YCL 3 ). Мотив UCl 3 представляет собой 9-координатный металл с треугольной призматической тройкой.координационная сфера . В гексагидрате хлорида гадолиния (III) и других более мелких 4f трихлоридах и трибромидах шесть молекул H 2 O и 2 иона Cl - координируются с катионами, в результате чего образуется координационная группа 8.
Свойства, с приложениями к МРТ [ править ]
Соли гадолиния представляют основной интерес для релаксации в магнитно-резонансной томографии ( МРТ ). В этом методе используется тот факт, что Gd 3+ имеет электронную конфигурацию f 7 . Семь - это самое большое количество неспаренных электронных спинов, возможное для атома, поэтому Gd 3+ является ключевым компонентом при создании высокопарамагнитных комплексов. [6] Для создания релаксационных агентов источники Gd 3+, такие как GdCl 3 ∙ 6H 2 O, превращаются в координационные комплексы . GdCl 3 ∙ 6H 2 O нельзя использовать в качестве МРТконтрастирующий агент из-за его низкой растворимости в воде при pH, близком к нейтральному. [7] «Свободный» гадолиний (III), например [GdCl 2 (H 2 O) 6 ] + , токсичен , поэтому хелатирующие агенты необходимы для биомедицинских применений. Простых монодентатных или даже бидентатных лигандов недостаточно, потому что они не остаются связанными с Gd 3+ в растворе. Следовательно, требуются лиганды с более высокими координационными числами. Очевидным кандидатом является ЭДТА 4- , этилендиаминтетраацетат, который является обычно используемым гексадентатным лигандом.используется в комплексе с переходными металлами. Однако в лантаноидах координационные числа больше шести, поэтому используются еще более крупные аминокарбоксилаты.
Одним типичным хелатирующим агентом является H 5 DTPA, диэтилентриаминпентауксусная кислота. [8] Хелатирование конъюгированного основания этого лиганда увеличивает растворимость Gd 3+ при нейтральном pH организма и по- прежнему учитывает парамагнитный эффект, необходимый для контрастного агента для МРТ . Лиганд DTPA 5- связывается с Gd через пять атомов кислорода карбоксилатов и три атома азота аминов. Остается 9-й участок связывания, который занимает вода.молекула. Быстрый обмен этого водного лиганда с большой массой воды является основной причиной свойств хелата по усилению сигнала. Структура [Gd (DTPA) (H 2 O)] 2– представляет собой искаженную треугольную призму с треугольными головками.
Ниже приводится реакция образования Gd-DTPA:
Ссылки [ править ]
- ^ Saeger, Виктор Уильям; Спеддинг, FH (ноябрь 1960 г.). Некоторые физические свойства хлоридов РЗЭ в водном растворе . Технические отчеты лаборатории Эймса 46. p. 38 . Проверено 19 октября 2020 года .
- ^ Мейер, Г. (1989). Путь хлорида аммония к безводным хлоридам редкоземельных элементов - пример YCl 3 . Неорганические синтезы. 25 . С. 146–150. DOI : 10.1002 / 9780470132562.ch35 . ISBN 978-0-470-13256-2.
- ^ Корбетт, Джон Д. (1983). «Трихлориды редкоземельных элементов, иттрия и скандия». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. 22 . С. 39–42. DOI : 10.1002 / 9780470132531.ch8 . ISBN 978-0-470-13253-1.
- ^ Quill, LL; Клинк, Джордж Л. (1967). «Получение метанолатов хлорида лантанида с использованием 2,2-диметоксипропана». Неорганическая химия . 6 (7): 1433–1435. DOI : 10.1021 / ic50053a032 .
- ^ Уэллс, AF (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфорд: Clarendon Press.
- ^ Raduchel, B .; Weinmann, H .; Мюлер, А. (1996). «Хелаты гадолиния: химия, безопасность и поведение». Энциклопедия ядерного магнитного резонанса . 4 : 2166–2172.
- ^ Спенсер, AJ; Wilson, SA; Batchelor, J .; Reid, A .; Pees, J .; Харпур, Э. (1997). «Токсичность хлорида гадолиния у крысы». Токсикологическая патология . 25 (3): 245–255. DOI : 10.1177 / 019262339702500301 . ISSN 0192-6233 . PMID 9210255 . S2CID 19838648 .
- ^ Aime, S .; Ботта, Мауро; Дастру, Вальтер; Фазано, Мауро; Панеро, Маурицио; Арнелли, Альдо (1993). «Синтез и характеристика нового DPTA-подобного комплекса гадолиния (III): потенциальный реагент для определения гликозилированных белков с помощью измерений релаксации протонного ЯМР в воде». Неорганическая химия . 32 (10): 2068–2071. DOI : 10.1021 / ic00062a031 .
- «Гадолиний» . База данных TIP-MRI по магнитному резонансу . Проверено 22 февраля 2006 года .
- «Гадолиний» . Веб-элементы . Проверено 22 февраля 2006 года .
