Európium, symbol je Eu a atómové číslo je 63. Ako typický člen lantanoidov má európium zvyčajne valenciu +3, ale bežná je aj valencia kyslíka +2. 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. Európium je jedným z najmenej zastúpených prvkov vo vesmíre; vo vesmíre sa nachádza iba asi 5 × 10⁻⁶ % látky.
Európium sa nachádza v monazite
Objav európia
Príbeh sa začína koncom 19. storočia: v tom čase začali vynikajúci vedci systematicky zapĺňať zostávajúce prázdne miesta v Mendelejevovej periodickej tabuľke analýzou atómového emisného spektra. Z dnešného pohľadu nie je táto práca náročná a zvládne ju aj študent bakalárskeho štúdia; v tom čase však vedci mali iba prístroje s nízkou presnosťou a vzorky, ktoré sa ťažko čistili. Preto počas celej histórie objavu lantanoidov všetci „kvázi“ objavitelia neustále tvrdili nepravdivé veci a navzájom sa hádali.
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 tento pás potvrdil a objavil ďalší zelený pás (535 nm) objaviteľ gália, samária a dysprózia, Paul é mile LeCoq de Boisbaudran.
Následne, v roku 1896, Eugène Anatole Demar trpezlivo oddelil oxid samária a potvrdil objav nového prvku vzácnych zemín nachádzajúceho sa medzi samáriom a gadolíniom. Tento prvok úspešne oddelil v roku 1901, čím sa ukončila jeho objavná cesta: „Dúfam, že tento nový prvok pomenujem európium so symbolom Eu a atómovou hmotnosťou približne 151.“
Elektrónová konfigurácia
Elektrónová konfigurácia:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Hoci je európium zvyčajne trojmocné, má sklon k tvorbe dvojmocných zlúčenín. Tento jav sa líši od tvorby zlúčenín s valenciou +3 väčšinou lantanoidov. Dvojmocné európium má elektronickú konfiguráciu 4f7, pretože čiastočne vyplnená f-vrstva poskytuje väčšiu stabilitu a európium (II) a bárium (II) sú si podobné. Dvojmocné európium je mierne redukčné činidlo, ktoré oxiduje na vzduchu za vzniku zlúčeniny európia (III). Za anaeróbnych podmienok, najmä za tepla, 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 hojnosťou chondritu má mnoho lantanoidových minerálov, ako napríklad monazit, nízky obsah európia. V porovnaní s monazitom bastnaezit často vykazuje menej negatívnych anomálií európia, takže bastnaezit je tiež hlavným zdrojom európia.
Európium je železnosivý kov s bodom topenia 822 °C, bodom varu 1597 °C a hustotou 5,2434 g/cm³. Je to najmenej hustý, najmäkší a najprchavejší prvok spomedzi prvkov vzácnych zemín. Európium je najaktívnejší kov spomedzi prvkov vzácnych zemín: pri izbovej teplote okamžite stráca svoj kovový lesk na vzduchu a rýchlo oxiduje na prášok. So studenou vodou prudko reaguje za vzniku vodíka. Európium môže reagovať s bórom, uhlíkom, sírou, fosforom, vodíkom, dusíkom atď.
Aplikácia európia
Síran európia emituje červenú fluorescenciu pod ultrafialovým svetlom
Georges Urbain, mladý vynikajúci chemik, zdedil spektroskopický prístroj od Demarçaya a v roku 1906 zistil, že vzorka oxidu ytria(III) dopovaná európiom emitovala veľmi jasné červené svetlo. Toto je začiatok dlhej cesty fosforeskujúcich materiálov s európiom – používaných nielen na vyžarovanie červeného, ale aj modrého svetla, pretože emisné spektrum Eu2+ spadá do tohto rozsahu.
Fosfor zložený z červených žiaričov Eu3+, zelených Tb3+ a modrých Eu2+ alebo ich kombinácie dokáže premeniť ultrafialové svetlo na viditeľné svetlo. Tieto materiály zohrávajú dôležitú úlohu v rôznych prístrojoch po celom svete: zosilňovačoch röntgenového žiarenia, katódových trubiciach alebo plazmových obrazovkách, ako aj v nedávnych energeticky úsporných žiarivkách a diódach emitujúcich svetlo.
Fluorescenčný účinok trojmocného europia môže byť senzibilizovaný aj organickými aromatickými molekulami a takéto komplexy sa môžu použiť v rôznych situáciách, ktoré vyžadujú vysokú citlivosť, ako sú napríklad atramenty proti falšovaniu a čiarové kódy.
Od 80. rokov 20. storočia hrá európium vedúcu úlohu vo vysoko citlivých biofarmaceutických analýzach s využitím metódy časovo rozlíšenej 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 industrializované krajiny panikárené nedostatkom skladovacích priestorov pre prvky vzácnych zemín nemusia obávať podobných hrozieb pre takéto aplikácie.
Oxid európia sa používa ako fosfor so stimulovanou emisiou v novom röntgenovom lekárskom diagnostickom systéme. Oxid európia sa môže použiť aj na výrobu farebných šošoviek a optoelektronických filtrov, pre magnetické bublinové skladovacie zariadenia 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 absorpciu neutrónov v atómových reaktoroch.
V dnešnom rýchlo sa rozvíjajúcom svete môže mať nedávno objavené využitie európia zásadný 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 ekologický (ide o doplnkové farby červenej). Použitie tohto typu plastu na stavbu skleníka môže rastlinám umožniť absorbovať viac viditeľného svetla a zvýšiť výnosy plodín približne o 10 %.
Európium sa dá použiť aj na výrobu kvantových pamäťových čipov, ktoré dokážu spoľahlivo ukladať informácie niekoľko dní vkuse. Tieto umožňujú ukladanie citlivých kvantových údajov do zariadenia podobného pevnému disku a ich prepravu po celej krajine.
Čas uverejnenia: 27. júna 2023