El cloruro de gadolinio (III) , también conocido como tricloruro de gadolinio , es GdCl 3 . Es un sólido incoloro, higroscópico, soluble en agua. El hexahidrato GdCl 3 ∙6H 2 O se encuentra comúnmente y, a veces, también se le llama tricloruro de gadolinio. Las especies de Gd 3+ son de especial interés porque el ion tiene el máximo número posible de espines desapareados, al menos para los elementos conocidos. Con siete electrones de valencia y siete orbitales f disponibles, los siete electrones están desapareados y dispuestos simétricamente alrededor del metal. El alto magnetismo y la alta simetría se combinan para hacer de Gd 3+ un componente útil en la espectroscopia de RMN y la RMN.
El GdCl 3 generalmente se prepara por la ruta del " cloruro de amonio ", que implica la síntesis inicial de (NH 4 ) 2 [GdCl 5 ]. Este material se puede preparar a partir de materiales de partida comunes a temperaturas de reacción de 230 °C a partir de óxido de gadolinio : [2]
La ruta del cloruro de amonio es más popular y menos costosa que otros métodos. Sin embargo, GdCl 3 también se puede sintetizar mediante la reacción de Gd sólido a 600 °C en una corriente fluida de HCl . [3]
El cloruro de gadolinio(III) también forma un hexahidrato , GdCl 3 ∙6H 2 O. El hexahidrato se prepara con óxido (o cloruro) de gadolinio(III) en HCl concentrado seguido de evaporación. [4]
GdCl 3 cristaliza con una estructura UCl 3 hexagonal , como se ve en otros tricloruros 4f, incluidos los de La , Ce , Pr , Nd , Pm , Sm , Eu . [5] Los siguientes cristalizan en el motivo YCl 3 : DyCl 3 , HoCl 3 , ErCl 3 , TmCl 3 , YdCl 3 , LuCl 3 , YCl 3 ). El motivo UCl 3 presenta un metal de 9 coordenadas con un prismático trigonal tricpadoámbito de coordinación . En el hexahidrato de cloruro de gadolinio (III) y otros tricloruros y tribromuros 4f más pequeños, seis moléculas de H 2 O y iones 2 Cl − se coordinan con los cationes , lo que da como resultado un grupo de coordinación de 8.
Las sales de gadolinio son de interés principal para los agentes de relajación en la formación de imágenes por resonancia magnética ( IRM ). Esta técnica explota el hecho de que Gd 3+ tiene una configuración electrónica de f 7 . Siete es el mayor número posible de espines de electrones desapareados para un átomo, por lo que Gd 3+ es un componente clave en el diseño de complejos altamente paramagnéticos. [6] Para generar los agentes de relajación, las fuentes de Gd 3+ como GdCl 3 ∙6H 2 O se convierten en complejos de coordinación . GdCl 3 ∙6H 2 O no se puede utilizar como resonancia magnéticaagente de contraste debido a su baja solubilidad en agua con el pH casi neutro del cuerpo. [7] El gadolinio (III) "libre", por ejemplo, [GdCl 2 (H 2 O) 6 ] + , es tóxico , por lo que los agentes quelantes son esenciales para las aplicaciones biomédicas. Los ligandos monodentados simples o incluso bidentados no serán suficientes porque no permanecen unidos a Gd 3+ en solución. Por lo tanto, se requieren ligandos con números de coordinación más altos. El candidato obvio es EDTA 4− , etilendiaminotetraacetato, que es un ligando hexadentado comúnmente empleadosolía acomplejar a los metales de transición. En los lantánidos, sin embargo, exhiben números de coordinación superiores a seis, por lo que se emplean aminocarboxilatos aún más grandes.