európium, symbol je Eu a atómové číslo je 63. Ako typický člen lantanoidu má európium zvyčajne +3 valenciu, ale bežná je aj kyslík + 2 valencia. Existuje menej zlúčenín európia s valenčným stavom +2. V porovnaní s inými ťažkými kovmi nemá európium žiadne významné biologické účinky a je relatívne netoxické. Väčšina aplikácií európia využíva fosforescenčný efekt zlúčenín európia. Europium je jedným z najmenej zastúpených prvkov vo vesmíre; Vo vesmíre je ich len asi 5 × 10-8 % látky je európium.
Europium existuje v monazite
Objav európia
Príbeh sa začína na konci 19. storočia: v tom čase vynikajúci vedci začali systematicky zapĺňať zostávajúce voľné miesta v Mendelejevovej periodickej tabuľke analyzovaním atómového emisného spektra. Z dnešného pohľadu táto práca nie je náročná a môže ju absolvovať aj vysokoškolák; Ale v tom čase mali vedci iba nástroje s nízkou presnosťou a vzorky, ktoré sa ťažko čistili. Preto v celej histórii objavu Lantanidu všetci „kvázi“ objavitelia neustále tvrdili a hádali sa medzi sebou.
V roku 1885 objavil Sir William Crookes prvý, ale nie veľmi jasný signál prvku 63: pozoroval špecifickú červenú spektrálnu čiaru (609 nm) vo vzorke samária. V rokoch 1892 až 1893 objaviteľ gália, samária a dysprosia Paul é mile LeCoq de Boisbaudran tento pás potvrdil a objavil ďalší zelený pás (535 nm).
Potom v roku 1896 Eug è ne Anatole Demar çay trpezlivo oddelil oxid samária a potvrdil objav nového prvku vzácnych zemín, ktorý sa nachádza medzi samáriom a gadolíniom. Úspešne oddelil tento prvok v roku 1901, čo znamenalo koniec objaviteľskej cesty: „Dúfam, že tento nový prvok pomenujem európium so symbolom Eu a atómovou hmotnosťou približne 151.“
Elektrónová konfigurácia
Konfigurácia elektrónov:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Hoci je európium zvyčajne trojmocné, je náchylné na tvorbu dvojmocných zlúčenín. Tento jav sa líši od tvorby +3 valenčných zlúčenín pri väčšine lantanoidov. Dvojmocné európium má elektronickú konfiguráciu 4f7, pretože poloplný obal f poskytuje väčšiu stabilitu a európium (II) a bárium (II) sú podobné. Dvojmocné európium je mierne redukčné činidlo, ktoré na vzduchu oxiduje za vzniku zlúčeniny európia (III). V anaeróbnych podmienkach, najmä v podmienkach zahrievania, je dvojmocné európium dostatočne stabilné a má tendenciu sa začleňovať do vápnika a iných minerálov alkalických zemín. Tento proces iónovej výmeny je základom „negatívnej anomálie európia“, to znamená, že v porovnaní s množstvom chondritu majú mnohé lantanoidové minerály, ako je monazit, nízky obsah európia. Bastnaezit v porovnaní s monazitom často vykazuje menej negatívnych anomálií európia, preto je bastnaezit aj hlavným zdrojom európia.
Europium je železosivý kov s teplotou topenia 822 °C, bodom varu 1597 °C a hustotou 5,2434 g/cm³； Je to najmenej hustý, najjemnejší a najprchavejší prvok spomedzi prvkov vzácnych zemín. Europium je najaktívnejší kov medzi prvkami vzácnych zemín: pri izbovej teplote na vzduchu okamžite stráca svoj kovový lesk a rýchlo sa oxiduje na prášok; Prudko reagujte so studenou vodou, aby sa vytvoril plynný vodík; Europium môže reagovať s bórom, uhlíkom, sírou, fosforom, vodíkom, dusíkom atď.
Aplikácia európia
Síran európia vyžaruje pod ultrafialovým svetlom červenú fluorescenciu
Georges Urbain, mladý vynikajúci chemik, zdedil prístroj na spektroskopiu Demar çay a zistil, že vzorka oxidu ytria (III) dopovaného európiom vyžarovala v roku 1906 veľmi jasné červené svetlo. Toto je začiatok dlhej cesty európiových fosforeskujúcich materiálov – používa nielen na vyžarovanie červeného svetla, ale aj modrého svetla, pretože emisné spektrum Eu2+ spadá do tohto rozsahu.
Fosfor zložený z červených Eu3+, zelených Tb3+ a modrých Eu2+ žiaričov, alebo ich kombinácia, dokáže premieňať ultrafialové svetlo na viditeľné svetlo. Tieto materiály hrajú dôležitú úlohu v rôznych prístrojoch po celom svete: röntgenové zosilňovacie obrazovky, katódové trubice alebo plazmové obrazovky, ako aj najnovšie energeticky úsporné žiarivky a svetelné diódy.
Fluorescenčný efekt trojmocného európia môže byť tiež senzibilizovaný organickými aromatickými molekulami a takéto komplexy môžu byť aplikované v rôznych situáciách, ktoré vyžadujú vysokú citlivosť, ako sú atramenty proti falšovaniu a čiarové kódy.
Od 80. rokov 20. storočia hrá európium vedúcu úlohu vo vysoko citlivej biofarmaceutickej analýze s použitím časovo rozlíšenej metódy studenej fluorescencie. Vo väčšine nemocníc a lekárskych laboratórií sa takáto analýza stala rutinou. Vo výskume biologických vied, vrátane biologického zobrazovania, sú fluorescenčné biologické sondy vyrobené z európia a iných lantanoidov všadeprítomné. Našťastie jeden kilogram európia stačí na podporu približne jednej miliardy analýz – po tom, čo čínska vláda nedávno obmedzila vývoz vzácnych zemín, sa priemyselné krajiny, ktoré spanikária nedostatkom skladovania prvkov vzácnych zemín, nemusia obávať podobných hrozieb pre takéto aplikácie.
Oxid európia sa používa ako fosfor so stimulovanou emisiou v novom röntgenovom medicínskom diagnostickom systéme. Oxid európia možno použiť aj na výrobu farebných šošoviek a optoelektronických filtrov, pre zariadenia na uchovávanie magnetických bublín a v kontrolných materiáloch, tieniacich materiáloch a konštrukčných materiáloch atómových reaktorov. Pretože jeho atómy dokážu absorbovať viac neutrónov ako ktorýkoľvek iný prvok, bežne sa používa ako materiál na pohlcovanie neutrónov v atómových reaktoroch.
V dnešnom rýchlo sa rozvíjajúcom svete môže mať nedávno objavená aplikácia európia hlboký vplyv na poľnohospodárstvo. Vedci zistili, že plasty dopované dvojmocným európiom a jednomocnou meďou dokážu efektívne premieňať ultrafialovú časť slnečného žiarenia na viditeľné svetlo. Tento proces je celkom zelený (sú to doplnkové farby červenej). Použitie tohto typu plastu na stavbu skleníka môže umožniť rastlinám absorbovať viac viditeľného svetla a zvýšiť výnosy plodín približne o 10 %.
Europium je možné aplikovať aj na kvantové pamäťové čipy, ktoré dokážu spoľahlivo uchovávať informácie aj niekoľko dní v kuse. Tie môžu umožniť ukladanie citlivých kvantových údajov v zariadení podobnom pevnému disku a ich prepravu po celej krajine.
Čas odoslania: 27. júna 2023