Europium, die simbool is Eu, en die atoomgetal is 63. As 'n tipiese lid van lantanied, het europium gewoonlik +3 valensie, maar suurstof +2 valensie is ook algemeen. Daar is minder verbindings van europium met 'n valensietoestand van +2. In vergelyking met ander swaar metale, het europium geen beduidende biologiese effekte nie en is relatief nie-giftig. Die meeste toepassings van europium gebruik die fosforessensie-effek van europiumverbindings. Europium is een van die mins volop elemente in die heelal; Daar is slegs ongeveer 5 in die heelal × 10-8% van die stof is europium.
Europium bestaan in monasiet
Die ontdekking van Europium
Die storie begin aan die einde van die 19de eeu: destyds het uitstekende wetenskaplikes begin om die oorblywende vakatures in Mendeleev se periodieke tabel sistematies te vul deur die atoomemissiespektrum te analiseer. In vandag se siening is hierdie taak nie moeilik nie, en 'n voorgraadse student kan dit voltooi; Maar destyds het wetenskaplikes slegs instrumente met lae presisie en monsters gehad wat moeilik was om te suiwer. Daarom het alle "kwasi"-ontdekkers in die hele geskiedenis van die ontdekking van lantaanied aanhou om valse bewerings te maak en met mekaar te stry.
In 1885 het sir William Crookes die eerste, maar nie baie duidelike sein van element 63, ontdek: hy het 'n spesifieke rooi spektrale lyn (609 nm) in 'n samariummonster waargeneem. Tussen 1892 en 1893 het die ontdekker van gallium, samarium en disprosium, Paul émile LeCoq de Boisbaudran, hierdie band bevestig en 'n ander groen band (535 nm) ontdek.
Volgende, in 1896, het Eugène Anatole Demarçay geduldig samariumoksied geskei en die ontdekking van 'n nuwe seldsame aardelement tussen samarium en gadolinium bevestig. Hy het hierdie element suksesvol in 1901 geskei, wat die einde van die ontdekkingsreis aangedui het: "Ek hoop om hierdie nuwe element Europium te noem, met die simbool Eu en die atoommassa van ongeveer 151."
Elektronkonfigurasie
Elektronkonfigurasie:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Alhoewel europium gewoonlik trivalent is, is dit geneig om divalente verbindings te vorm. Hierdie verskynsel verskil van die vorming van +3 valensieverbindings deur die meeste lantaaniede. Divalente europium het 'n elektroniese konfigurasie van 4f7, aangesien die halfgevulde f-dop meer stabiliteit bied, en europium (II) en barium (II) soortgelyk is. Divalente europium is 'n ligte reduseermiddel wat in lug oksideer om 'n verbinding van europium (III) te vorm. Onder anaërobiese toestande, veral verhittingstoestande, is divalente europium voldoende stabiel en is geneig om in kalsium en ander alkaliese aardminerale opgeneem te word. Hierdie ioonuitruilingsproses is die basis van die "negatiewe europium-anomalie", dit wil sê, in vergelyking met die oorvloed van chondriet, het baie lantaaniede minerale soos monasiet 'n lae europiuminhoud. In vergelyking met monasiet, toon bastnaesiet dikwels minder negatiewe europium-anomalieë, dus is bastnaesiet ook die hoofbron van europium.
Europium is 'n ystergrys metaal met 'n smeltpunt van 822 °C, 'n kookpunt van 1597 °C en 'n digtheid van 5.2434 g/cm³. Dit is die mins digte, sagste en mees vlugtige element onder seldsame aardelemente. Europium is die mees aktiewe metaal onder seldsame aardelemente: by kamertemperatuur verloor dit onmiddellik sy metaalglans in die lug en word vinnig in poeier geoksideer; dit reageer heftig met koue water om waterstofgas te genereer; Europium kan reageer met boor, koolstof, swael, fosfor, waterstof, stikstof, ens.
Toepassing van Europium
Europiumsulfaat straal rooi fluoresensie uit onder ultravioletlig
Georges Urbain, 'n jong uitstaande chemikus, het die Spektroskopie-instrument van Demarçay geërf en gevind dat 'n Yttrium(III)-oksiedmonster gedoteer met europium baie helder rooi lig in 1906 uitgestraal het. Dit is die begin van die lang reis van europium-fosforeserende materiale – nie net gebruik om rooi lig uit te straal nie, maar ook blou lig, omdat die emissiespektrum van Eu2+ binne hierdie reeks val.
'n Fosfor wat bestaan uit rooi Eu3+, groen Tb3+ en blou Eu2+-emitters, of 'n kombinasie daarvan, kan ultravioletlig in sigbare lig omskakel. Hierdie materiale speel 'n belangrike rol in verskeie instrumente regoor die wêreld: X-straalversterkende skerms, katodestraalbuise of plasmaskerms, sowel as onlangse energiebesparende fluoresserende lampe en lig-emitterende diodes.
Die fluoressensie-effek van trivalente europium kan ook gesensitiseer word deur organiese aromatiese molekules, en sulke komplekse kan in verskeie situasies toegepas word wat hoë sensitiwiteit vereis, soos anti-namaaksel ink en strepieskodes.
Sedert die 1980's speel europium 'n leidende rol in hoogs sensitiewe biofarmaseutiese analise met behulp van die tydopgeloste koue fluoresensie-metode. In die meeste hospitale en mediese laboratoriums het sulke analise roetine geword. In die navorsing van lewenswetenskappe, insluitend biologiese beeldvorming, is fluorescerende biologiese probes gemaak van europium en ander lantaanied alomteenwoordig. Gelukkig is een kilogram europium genoeg om ongeveer een miljard analises te ondersteun – nadat die Chinese regering onlangs die uitvoer van seldsame aardelemente beperk het, hoef geïndustrialiseerde lande wat paniekerig is oor die bergingstekorte van seldsame aardelemente, nie bekommerd te wees oor soortgelyke bedreigings vir sulke toepassings nie.
Europiumoksied word as gestimuleerde emissiefosfor in nuwe X-straal mediese diagnosestelsels gebruik. Europiumoksied kan ook gebruik word om gekleurde lense en opto-elektroniese filters te vervaardig, vir magnetiese borrelbergingstoestelle, en in beheermateriaal, afskermingsmateriaal en strukturele materiale van atoomreaktore. Omdat die atome daarvan meer neutrone kan absorbeer as enige ander element, word dit algemeen gebruik as 'n materiaal vir die absorpsie van neutrone in atoomreaktore.
In vandag se vinnig groeiende wêreld kan die onlangs ontdekte toepassing van europium diepgaande impakte op landbou hê. Wetenskaplikes het bevind dat plastiek gedoteer met tweewaardige europium en eenwaardige koper die ultraviolet-deel van sonlig doeltreffend in sigbare lig kan omskakel. Hierdie proses is redelik groen (dit is die komplementêre kleure van rooi). Deur hierdie tipe plastiek te gebruik om 'n kweekhuis te bou, kan plante meer sigbare lig absorbeer en oesopbrengste met ongeveer 10% verhoog.
Europium kan ook toegepas word op kwantumgeheue-skyfies, wat inligting betroubaar vir etlike dae op 'n slag kan stoor. Dit kan dit moontlik maak om sensitiewe kwantumdata in 'n toestel soortgelyk aan 'n hardeskyf te stoor en regoor die land te verskeep.
Plasingstyd: 27 Junie 2023