Óxido de gadolinio(III)

El óxido de gadolinio(III) (antiguamente gadolinia ) es un compuesto inorgánico con la fórmula Gd₂O₃ . Es una de las formas más comunes del elemento de tierras raras gadolinio , cuyos derivados son agentes de contraste potenciales para ^imágenes _por resonancia magnética . ^{[ 2} _]

El óxido de gadolinio adopta dos estructuras. La estructura cúbica ( cI80 , Ia3 , n .° 206 ) es similar a la del óxido de manganeso(III) y 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 geometrías de coordinación diferentes. El segundo polimorfo es monoclínico ( símbolo de Pearson mS30, grupo espacial C2/m, n.° 12). ^{[ 3 ]} A temperatura ambiente, la estructura cúbica es más estable. El cambio de fase a la estructura monoclínica tiene lugar a 1200  °C. Por encima de 2100  °C hasta el punto de fusión a 2420  °C, predomina una fase hexagonal. ^{[ 4 ]}

El óxido de gadolinio puede formarse por descomposición térmica del hidróxido , nitrato , carbonato u oxalato . ^{[ 5 ]} El óxido de gadolinio se forma en la superficie del metal gadolinio.

El óxido de gadolinio es un óxido bastante básico, como lo demuestra su fácil reacción con el dióxido de carbono para formar carbonatos. Se disuelve fácilmente en los ácidos minerales comunes, con la complicación de que el oxalato, el fluoruro , el sulfato y el fosfato son muy insolubles en agua y pueden recubrir los granos de óxido, impidiendo así su completa disolución. ^{[ 6 ]}

Se conocen varios métodos para la síntesis de nanopartículas de óxido de gadolinio , basados ​​principalmente en la precipitación del hidróxido mediante la reacción de iones de gadolinio con hidróxido, seguida de deshidratación térmica para obtener el óxido. Las nanopartículas siempre se recubren 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 agente de contraste potencial para la resonancia magnética (RM). Una preparación de partículas de óxido de gadolinio de 20 a 40 nm recubiertas de dextrano presentó una relajación 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 RM de uso clínico ^, que generalmente oscilan entre 0,5 y 3 T). ^{[ 7 ]} Se probaron partículas más pequeñas, de entre 2 y 7 nm, como agente de RM. ^{[ 8 ] [ 9 ]}  

• _{El óxido de gadolinio(III) es un material huésped en algunos láseres de} estado sólido. Dopado con iones de tierras raras como el neodimio o el 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 ]}
• El _Gd₂O₃ se utiliza en algunas pilas de combustible de óxido sólido ₍ SOFC ). ^{[ 11 ] [ 12 ]}