Хлорид гадолиния (III)

Хлорид гадолиния (III)

Имена
Другие имена Трихлорид гадолиния
Идентификаторы
Номер CAS	10138-52-0 19423-81-5 (гексагидрат)
3D-модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ChEBI	CHEBI: 37288
ChEMBL	ChEMBL1697696
ChemSpider	55406
ECHA InfoCard	100.030.338
PubChem CID	61486
UNII	P7082WY76D
Панель управления CompTox (EPA )	DTXSID2044761
InChI InChI = 1S / 3ClH.Gd / h3 * 1H; / q ;;; + 3 / p-3 Ключ: MEANOSLIBWSCIT-UHFFFAOYSA-K InChI = 1 / 3ClH.Gd / h3 * 1H; / q ;;; + 3 / p-3 Ключ: MEANOSLIBWSCIT-DFZHHIFOAP
УЛЫБКИ Cl [Gd] (Cl) Cl
Свойства
Химическая формула	GdCl 3
Молярная масса	263,61 г / моль
Внешний вид	белые кристаллы. гигроскопичен
Плотность	4,52 г / см
Точка плавления	609 ° C (1128 ° F; 882 K)
Температура кипения	1580 ° C (2880 ° F, 1850 K)
Растворимость в воде	94,65 г / 100 мл, 25 ° C
Магнитная восприимчивость (χ)	+ 27,930 · 10 см / моль
Структура
Кристаллическая структура	гексагональная, hP8
Пространственная группа	P63/ м, № 176
Родственные соединения
Другие анионы	Оксид гадолиния (III)
Другие катионы	Европий (III) хлорид, хлорид тербия (III)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
N (что такое ?)
Ссылки в ink

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 называется трихлоридом гадолиния. Виды Gd 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 полезным компонентом в спектроскопии ЯМР и МРТ.

• 1 Препарат
• 2 Структура
• 3 Свойства с применением в МРТ
• 4 Ссылки

GdCl 3 обычно готовится способом «хлорид аммония », который включает начальный синтез (NH 4)2[GdCl 5 ]. Этот материал может быть получен из обычных исходных материалов при температурах реакции 230 ° C из оксида гадолиния :

10 NH 4 Cl + Gd 2O3→ 2 (NH 4)2[GdCl 5 ] + 6 NH 3 + 3 H 2O

из гидратированного хлорида гадолиния:

4 NH 4 Cl + 2 GdCl 3 ∙ 6H 2 O → 2 (NH 4)2[GdCl 5 ] + 12 H 2O

из металла гадолиний :

10 NH 4 Cl + 2 Gd → 2 ( NH 4)2[GdCl 5 ] + 6 NH 3 + 3 H 2

На второй стадии пентахлорид разлагается при 300 ° C:

(NH 4)2[GdCl 5 ] → GdCl 3 + 2 NH 4Cl

Эта реакция пиролиза протекает через промежуточное соединение NH 4 [Gd 2Cl7].

Метод хлорида аммония более популярен и сс дороже, чем другие методы. Однако GdCl 3 также может быть синтезирован реакцией твердого Gd при 600 ° C в проточном потоке HCl.

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.

GdCl 3 кристаллизуется с гексагональная структура UCl 3, как видно для других 4f трихлоридов, включая таковые La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu. В мотиве YCl 3 кристаллизуются следующие вещества: 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 треугольной зоной координационной сферой. В гексагидрате хлорида гадолиния (III) и других более мелких 4f трихлоридах и трибромидах шесть молекул H 2O и 2 иона Cl координируются с катионами, что приводит к координации группа из 8.

Соли гадолиния представляют основной интерес для агентов релаксации в магнитно-резонансной томографии (МРТ ). Этот метод использует тот факт, что Gd имеет электронную конфигурацию f. Семь - это самое большое количество неспаренных электронных спинов, возможное для атома, поэтому Gd является ключевым компонентом при создании высокопарамагнитных комплексов. Для создания релаксационных агентов источники Gd, такие как GdCl 3 ∙ 6H 2 O, превращаются в координационные комплексы. GdCl 3 ∙ 6H 2 O не может использоваться в качестве контрастирующего агента MRI из-за его низкой растворимости в воде при почти нейтральном pH организма. «Свободный» гадолиний (III), например [GdCl 2(H2O)6] токсичен, поэтому хелатирующие агенты необходимы для биомедицинских применений. Простых монодентатных или даже бидентатных лигандов недостаточно, потому что они не остаются связанными с Gd в растворе. Следовательно, требуются лиганды с более высокими координационными числами. Очевидным кандидатом является ЭДТА, этилендиаминтетраацетат, который представляет собой обычно используемый гексадентатный лиганд, используемый для образования комплексов 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. Хелатирование с основанием конъюгата этого лиганда увеличивает растворимость Gd при нейтральном pH организма и по-прежнему допускает парамагнитный эффект, необходимый для МРТ контрастного агента.. Лиганд DTPA связывается с Gd через пять атомов кислорода карбоксилатов и три атома азота аминов. Остается 9-й сайт связывания, который занимает молекула воды. Быстрый обмен этого водного лиганда с объемной водой является основной причиной свойств хелата по усилению сигнала. Структура [Gd (DTPA) (H 2 O)] представляет собой искаженную треугольную призму с тремя углами.

Ниже приводится реакция образования Gd-DTPA:

1. ^Saeger, Victor William; Спеддинг, Ф. Х. (ноябрь 1960 г.). Некоторые физические свойства хлоридов РЗЭ в водном растворе. Технические отчеты лаборатории Эймса 46. p. 38. Проверено 19 октября 2020 г.
2. ^Мейер, Г. (1989). Путь хлорида аммония к безводным хлоридам редкоземельных металлов - пример YCl 3. Неорганические синтезы. 25 . С. 146–150. doi : 10.1002 / 9780470132562.ch35. ISBN 978-0-470-13256-2.
3. ^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.
4. ^Quill, L.L.; Клинк, Джордж Л. (1967). «Получение метанолатов хлорида лантанида с использованием 2,2-диметоксипропана». Неорганическая химия. 6 (7): 1433–1435. doi : 10.1021 / ic50053a032.
5. ^Уэллс, А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия. Oxford: Clarendon Press.
6. ^Raduchel, B.; Weinmann, H.; Мюлер, А. (1996). «Хелаты гадолиния: химия, безопасность и поведение». Энциклопедия ядерного магнитного резонанса. 4 : 2166–2172.
7. ^Spencer, A.J.; Wilson, S.A.; 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.
8. ^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. Получено 22 февраля 2006 г.
• «Гадолиний». Веб-элементы. Проверено 22 февраля 2006 г.