Europium, symboli on Eu ja atomiluku on 63. Tyypillisenä Lantanidin jäsenenä europiumilla on yleensä +3 valenssi, mutta myös happi+2 valenssi on yleinen. Europiumin yhdisteitä, joiden valenssitila on +2, on vähemmän. Muihin raskasmetalleihin verrattuna europiumilla ei ole merkittäviä biologisia vaikutuksia ja se on suhteellisen myrkytön. Useimmissa europiumin sovelluksissa käytetään europiumyhdisteiden fosforesenssivaikutusta. Europium on yksi universumin vähiten esiintyvistä alkuaineista; Maailmankaikkeudessa on vain noin 5 × 10-8 % aineesta on europiumia.
Europiumia on monatsiitissa
Europiumin löytö
Tarina alkaa 1800-luvun lopulla: tuolloin erinomaiset tiedemiehet alkoivat järjestelmällisesti täyttää Mendelejevin jaksollisen taulukon avoimia paikkoja analysoimalla atomiemissiospektriä. Tämän päivän näkemyksen mukaan tämä työ ei ole vaikea, ja perustutkintoa suorittava opiskelija voi suorittaa sen; Mutta siihen aikaan tiedemiehillä oli vain vähän tarkkoja instrumentteja ja näytteitä, joita oli vaikea puhdistaa. Siksi koko Lantaniden löydön historian ajan kaikki "lähes" löytäjät esittivät vääriä väitteitä ja väittelivät keskenään.
Vuonna 1885 Sir William Crookes löysi ensimmäisen, mutta ei kovin selkeän signaalin elementistä 63: hän havaitsi tietyn punaisen spektriviivan (609 nm) samariumnäytteessä. Vuosina 1892-1893 galliumin, samariumin ja dysprosiumin löytäjä Paul é mile LeCoq de Boisbaudran vahvisti tämän vyöhykkeen ja löysi toisen vihreän vyöhykkeen (535 nm).
Seuraavaksi vuonna 1896 Eug è ne Anatole Demar ç erotti kärsivällisesti samariumoksidin ja vahvisti uuden harvinaisen maametallin löytämisen samariumin ja gadoliniumin välissä. Hän erotti tämän elementin onnistuneesti vuonna 1901, mikä merkitsi löytömatkan loppua: "Toivon antaa tälle uudelle elementille nimeksi Europium, symbolilla Eu ja atomimassalla noin 151."
Elektronien konfigurointi
Elektronikokoonpano:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Vaikka europium on yleensä kolmiarvoinen, se on taipuvainen muodostamaan kaksiarvoisia yhdisteitä. Tämä ilmiö eroaa useimpien lantanidien +3 valenssiyhdisteiden muodostumisesta. Kaksiarvoisen europiumin elektroninen konfiguraatio on 4f7, koska puolitäytetty f-kuori tarjoaa enemmän vakautta, ja europium (II) ja barium (II) ovat samanlaisia. Kaksiarvoinen europium on mieto pelkistävä aine, joka hapettuu ilmassa muodostaen europiumin (III) yhdisteen. Anaerobisissa olosuhteissa, erityisesti lämmitysolosuhteissa, kaksiarvoinen europium on riittävän stabiili ja pyrkii liittymään kalsiumiin ja muihin maa-alkalimineraaleihin. Tämä ioninvaihtoprosessi on perusta "negatiiviselle europiumin anomalialle", toisin sanoen verrattuna kondriitin runsauttamiseen monilla lantanidimineraaleilla, kuten monatsiitilla, on alhainen europiumipitoisuus. Monatsiittiin verrattuna bastnaesiitti sisältää usein vähemmän negatiivisia europiumin poikkeamia, joten bastnaesiitti on myös tärkein europiumin lähde.
Europium on raudanharmaa metalli, jonka sulamispiste on 822 °C, kiehumispiste 1597 °C ja tiheys 5,2434 g/cm³； Se on harvinaisten maametallien joukossa vähiten tiheä, pehmein ja haihtuvin alkuaine. Europium on aktiivisin metalli harvinaisten maametallien joukossa: huoneenlämmössä se menettää välittömästi metallisen kiiltonsa ilmassa ja hapettuu nopeasti jauheeksi; Reagoi kiivaasti kylmän veden kanssa vetykaasun muodostamiseksi; Europium voi reagoida boorin, hiilen, rikin, fosforin, vedyn, typen jne. kanssa.
Europiumin soveltaminen
Europiumsulfaatti säteilee punaista fluoresenssia ultraviolettivalossa
Georges Urbain, nuori erinomainen kemisti, peri Demar ç ayn spektroskopialaitteen ja havaitsi, että europiumilla seostettu yttrium(III)-oksidinäyte säteili erittäin kirkkaan punaista valoa vuonna 1906. Tämä on europiumia fosforoivien materiaalien pitkän matkan alku – ei käytetty ainoastaan säteilemään punaista valoa, vaan myös sinistä valoa, koska Eu2+:n emissiospektri kuuluu tähän alue.
Punaisista Eu3+:sta, vihreästä Tb3+:sta ja sinisistä Eu2+-säteilijöistä tai niiden yhdistelmästä koostuva loisteaine voi muuntaa ultraviolettivalon näkyväksi valoksi. Näillä materiaaleilla on tärkeä rooli erilaisissa instrumenteissa ympäri maailmaa: röntgensäteitä vahvistavissa näytöissä, katodisädeputkissa tai plasmanäytöissä sekä viimeaikaisissa energiaa säästävissä loistelampuissa ja valodiodeissa.
Kolmiarvoisen europiumin fluoresenssivaikutusta voidaan herkistää myös orgaanisilla aromaattisilla molekyyleillä, ja tällaisia komplekseja voidaan soveltaa erilaisiin korkeaa herkkyyttä vaativiin tilanteisiin, kuten väärentämisenestomusteisiin ja viivakoodeihin.
Europiumilla on 1980-luvulta lähtien ollut johtava rooli erittäin herkässä biofarmaseuttisessa analyysissä aikaerotteisella kylmäfluoresenssimenetelmällä. Useimmissa sairaaloissa ja lääketieteellisissä laboratorioissa tällaisesta analyysistä on tullut rutiinia. Biotieteiden tutkimuksessa, mukaan lukien biologinen kuvantaminen, europiumista ja muista lantanideista valmistetut fluoresoivat biologiset anturit ovat kaikkialla. Onneksi yksi kilo europiumia riittää tukemaan noin miljardia analyysiä – Kiinan hallituksen äskettäin rajoittaneen harvinaisten maametallien vientiä, harvinaisten maametallien varastointipulasta paniikoituneiden teollisuusmaiden ei tarvitse huolehtia vastaavista uhista tällaisia sovelluksia kohtaan.
Europiumoksidia käytetään stimuloidun emission loisteaineena uudessa röntgenlääketieteellisessä diagnoosijärjestelmässä. Europiumoksidia voidaan käyttää myös värillisten linssien ja optoelektronisten suodattimien valmistukseen, magneettikuplien varastointilaitteisiin sekä atomireaktorien ohjausmateriaaleissa, suojamateriaaleissa ja rakennemateriaaleissa. Koska sen atomit voivat absorboida enemmän neutroneja kuin mikään muu alkuaine, sitä käytetään yleisesti materiaalina absorboimaan neutroneja atomireaktoreissa.
Nykypäivän nopeasti kasvavassa maailmassa äskettäin löydetyllä europiumin sovelluksella voi olla syvällisiä vaikutuksia maatalouteen. Tutkijat ovat havainneet, että kaksiarvoisella europiumilla ja yksiarvoisella kuparilla seostetut muovit voivat tehokkaasti muuntaa auringonvalon ultraviolettiosan näkyväksi valoksi. Tämä prosessi on melko vihreä (se on punaisen täydentävä väri). Tämän tyyppisen muovin käyttäminen kasvihuoneen rakentamiseen voi antaa kasveille mahdollisuuden absorboida enemmän näkyvää valoa ja lisätä satoa noin 10 %.
Europiumia voidaan soveltaa myös kvanttimuistisiruihin, jotka voivat tallentaa tietoa luotettavasti useita päiviä kerrallaan. Nämä voivat mahdollistaa arkaluontoisten kvanttitietojen tallentamisen kiintolevyn kaltaiseen laitteeseen ja kuljettamisen eri puolille maata.
Postitusaika: 27.6.2023