Gadolinio

El Gadolinio pertenece a los metaloides pocos comunes que se encuentran en la naturaleza mezclado con otros minerales, tales como, la Gadolinita y el Didimio. Su extracción hoy día está en pleno auge, ya que, contiene propiedades que se aprovechan en el campo nuclear, la medicina y electrónica. Por lo tanto, descubre todo lo relacionado con este elemento natural. 

¿Qué es el Gadolinio?

Este elemento químico pertenece al conjunto de lantánidos o tierras raras dentro de la tabla periódica. En estado natural es sólido, suave, maleable, dúctil y de color blanco plateado. Se encuentra en la corteza terrestre en una producción de 7,7 ppm posee una mayor capacidad para la atracción de protones. Además, ejerce efecto paramagnético de intensidad a alta temperatura y en baja se comporta como ferromagnético. 

Símbolo del Gadolinio 

Gd
Debe su nombre a la Gadolinita, un mineral que fue descubierto mucho antes, por el químico y geólogo finlandés Johan Gadolin. Aunque la separación entre el metal y mineral, la realizó por primera vez Paul Émile Lecoq de Boisbaudran químico francés. 

Características del Gadolinio

Es un óxido de transición interna que, por lo general, se encuentra en estado trivalente (Gd3). Las características ferromagnéticas del Gadolinio lo colocan dentro del grupo de elementos que forman los imanes. Además, este metaloide posee otras peculiaridades resaltantes:

  • Estado: Sólido y policristalino. 
  • Color: Blanco plateado y en las sales es incoloro.
  • Solubilidad: En ácidos es soluble.  
  • Toxicidad: Es muy tóxico en estado natural. 
  • Reactividad: Reacciona con agua y oxígeno, no presenta cambios con el aire seco. Mientras que, con la humedad forma una capa de óxido. 
  • Estructura: Cristalina y hexagonal compacta. 
  • Composición: Posee 64 electrones distribuidos en 6 capas.

Propiedades químicas y físicas del Gadolinio

  1. Número atómico: 64
  2. Período: 6
  3. Bloque: f
  4. Grupo: 3
  5. Densidad: 7,89 
  6. Punto de fusión: 1312 ° C 
  7. Radio atómico: 1,79 
  8. Radio medio: 188 pm
  9. Electronegatividad: 1,20
  10. Estado de oxidación: 3
  11. Óxido: Ligeramente básico.
  12. Radio covalente (Å): 1,61
  13. Electrones por capa: 2, 8, 18, 25, 9, 2
  14. Configuración electrónica: [Xe]4f75d16s2
  15. Primer potencial de ionización eV: 6,20
  16. Conductividad térmica: 10, 6 W/(K-m)
  17. Masa atómica (g/mol):  157,25
  18. Calor específico: 230 J/(K-Kg)
  19. Punto de ebullición: 3000º C
  20. Conductividad eléctrica: 0,736·106 S/m

Origen del Gadolinio

El científico químico Jean Charles Galissard de Marignac fue quien descubrió el Gadolinio por primera vez en 1880, dentro de los minerales de Didimio y Gadolinita en Ginebra. Por medios espectroscópicos lo observó como un óxido blanquecino del mineral Samarskit, para ese entonces lo llamó Y de Samarskit. 

Sin embargo, el químico francés Paul Émile Lecoq de Bisbaudran hizo la separación entre el metal y el mineral Gadolinia en 1886. Y fue este quien le dio el nombre de Gadolinio. A partir de ese entonces se comenzó a extraer este metal de peso medio, principalmente en la mina de Ytterby en Estocolmo, aunque en la actualidad en esa zona este recurso natural ya se encuentra agotado.  

Hoy día, este metaloide se obtiene a través de la disminución de fluoruro de Calcio con Gadolinio anhidro. Se extrae de los minerales Gadolinita, Didimio, Bastnasita y en especial de la Monacita en países como China, Estados Unidos y Suecia. 

¿Para qué sirve el Gadolinio?

Son muchos los usos del Gadolinio, entre los principales se encuentran los compuestos que se emplean en la fabricación de tubos para televisores a color y el Gadolinio-itrio como aplicaciones para microondas. También, se usa este metaloide para fabricar CDs. La combinación de Gadolinio con Sulfato Etilo es utilizada para dar mayor amplitud a los amplificadores y sistemas profesionales de audio. 

Además, por sus características ferromagnéticas se construyen piezas para reactores nucleares, refrigeración magnética, en la industria ferroviaria, en tecnología híbrida y electrónica de última generación. 

Gadolinio medio de contraste en resonancia magnética

El Gadolinio posee electrones impares, lo que desarrolla la intensidad del campo magnético cerca de su molécula. De tal forma que, proporciona la reducción del tiempo de relajación de los protones más próximos para crear un aumento de la intensidad de la señal entre los tejidos vasculares y no vasculares.  Además, las disoluciones de Gadolinio se utilizan como contraste intravenoso para aumentar la imagen en las resonancias magnéticas.

Efectos adversos del Gadolinio

El uso del contraste con Gadolinio para realizar resonancia magnética en algunas personas ha causado fibrosis sistémica o nefrogénica. Los síntomas que presenta son engrosamiento de órganos, piel y tejidos, en pacientes con deficiencia renal o trastornos hepáticos. 

Además, el metaloide es muy perjudicial para la salud en el ambiente de trabajo donde se extrae y en las industrias que lo utilizan como materia prima. Ya que, los gases y la humedad se pueden inhalar con facilidad. Un grado alto de contaminación en una persona, puede causar una embolia pulmonar o producir daños severos en el hígado. 

Por otra parte, este metal es vertido en aguas de ríos, mares y en el ambiente durante su extracción o al tirarse los equipos electrónicos cuando han perdido su vida útil. Esto trae como consecuencia el consumo de Gadolinio en las personas y animales, lo que causa trastornos en las funciones nerviosas cerebrales y en la reproducción.    

En conclusión, el Gadolinio es un metal de peso medio, del grupo de los lantánidos en la tabla periódica, con un gran contenido de propiedades ferromagnéticas utilizadas en el campo tecnológico, electrónico, nuclear y la medicina. 

Otros elementos de la tabla periódica: