Europ, symbolem jest Eu, a liczbą atomową 63. Jako typowy członek lantanowców, europ ma zwykle wartościowość +3, ale powszechna jest również wartościowość tlenu +2. Istnieje mniej związków europu o wartościowości +2. W porównaniu z innymi metalami ciężkimi europ nie ma znaczących efektów biologicznych i jest stosunkowo nietoksyczny. Większość zastosowań europu wykorzystuje efekt fosforescencji związków europu. Europ jest jednym z najmniej rozpowszechnionych pierwiastków we wszechświecie; we wszechświecie jest tylko około 5 × 10-8% substancji to europ.
Europ występuje w monacytach
Odkrycie europu
Historia zaczyna się pod koniec XIX wieku: wówczas wybitni naukowcy zaczęli systematycznie wypełniać pozostałe luki w układzie okresowym Mendelejewa, analizując widmo emisji atomowej. Z dzisiejszego punktu widzenia zadanie to nie jest trudne i może je wykonać student studiów licencjackich; ale w tamtym czasie naukowcy dysponowali jedynie instrumentami o niskiej precyzji i próbkami, które trudno było oczyścić. Dlatego w całej historii odkryć lantanowców wszyscy „quasi” odkrywcy ciągle składali fałszywe twierdzenia i kłócili się ze sobą.
W 1885 r. Sir William Crookes odkrył pierwszy, ale niezbyt wyraźny sygnał pierwiastka 63: zaobserwował specyficzną czerwoną linię widmową (609 nm) w próbce samaru. W latach 1892–1893 odkrywca galu, samaru i dysprozu, Paul é mile LeCoq de Boisbaudran, potwierdził to pasmo i odkrył kolejne zielone pasmo (535 nm).
Następnie w 1896 roku Eug è ne Anatole Demar ç ay cierpliwie oddzielił tlenek samaru i potwierdził odkrycie nowego pierwiastka ziem rzadkich znajdującego się między samarem a gadolinem. Pomyślnie oddzielił ten pierwiastek w 1901 roku, co oznaczało koniec podróży odkrywczej: „Mam nadzieję nazwać ten nowy pierwiastek Europem, z symbolem Eu i masą atomową około 151”.
Konfiguracja elektronowa
Konfiguracja elektronowa:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Chociaż europ jest zwykle trójwartościowy, jest podatny na tworzenie związków dwuwartościowych. Zjawisko to różni się od tworzenia związków o wartościowości +3 przez większość lantanowców. Dwuwartościowy europ ma konfigurację elektronową 4f7, ponieważ półwypełniona powłoka f zapewnia większą stabilność, a europ (II) i bar (II) są podobne. Dwuwartościowy europ jest łagodnym środkiem redukującym, który utlenia się w powietrzu, tworząc związek europu (III). W warunkach beztlenowych, zwłaszcza w warunkach ogrzewania, dwuwartościowy europ jest wystarczająco stabilny i ma tendencję do włączania się do wapnia i innych minerałów ziem alkalicznych. Ten proces wymiany jonowej jest podstawą „ujemnej anomalii europu”, to znaczy, w porównaniu z obfitością chondrytu, wiele minerałów lantanowców, takich jak monacyt, ma niską zawartość europu. W porównaniu z monacytem bastnezyt często wykazuje mniej ujemnych anomalii europu, więc bastnezyt jest również głównym źródłem europu.
Europ jest szarym metalem żelazistym o temperaturze topnienia 822 °C, temperaturze wrzenia 1597 °C i gęstości 5,2434 g/cm³; Jest najmniej gęstym, najmiększym i najbardziej lotnym pierwiastkiem wśród pierwiastków ziem rzadkich. Europ jest najbardziej aktywnym metalem wśród pierwiastków ziem rzadkich: w temperaturze pokojowej natychmiast traci swój metaliczny połysk w powietrzu i szybko utlenia się do postaci proszku; Reaguje gwałtownie z zimną wodą, wytwarzając gaz wodorowy; Europ może reagować z borem, węglem, siarką, fosforem, wodorem, azotem itp.
Zastosowanie europu
Siarczan europu emituje czerwoną fluorescencję w świetle ultrafioletowym
Georges Urbain, młody wybitny chemik, odziedziczył instrument spektroskopowy Demara ç ay i odkrył, że próbka tlenku itru(III) domieszkowana europem emitowała bardzo jasne czerwone światło w 1906 roku. To początek długiej podróży materiałów fosforyzujących europowych – nie tylko używanych do emitowania czerwonego światła, ale także niebieskiego, ponieważ widmo emisyjne Eu2+ mieści się w tym zakresie.
Fosfor złożony z czerwonych Eu3+, zielonych Tb3+ i niebieskich emiterów Eu2+ lub ich kombinacji może zamieniać światło ultrafioletowe na światło widzialne. Materiały te odgrywają ważną rolę w różnych instrumentach na całym świecie: ekranach wzmacniających promieniowanie rentgenowskie, lampach elektronopromieniowych lub ekranach plazmowych, a także w najnowszych energooszczędnych świetlówkach i diodach elektroluminescencyjnych.
Efekt fluorescencji trójwartościowego europu można również uczulić za pomocą organicznych cząsteczek aromatycznych. Takie kompleksy można stosować w różnych sytuacjach wymagających wysokiej czułości, np. w tuszach zabezpieczających przed fałszerstwami i kodach kreskowych.
Od lat 80. europ odgrywa wiodącą rolę w wysoce czułej analizie biofarmaceutycznej przy użyciu metody zimnej fluorescencji o rozdzielczości czasowej. W większości szpitali i laboratoriów medycznych taka analiza stała się rutyną. W badaniach nauk przyrodniczych, w tym obrazowania biologicznego, fluorescencyjne sondy biologiczne wykonane z europu i innych lantanowców są wszechobecne. Na szczęście jeden kilogram europu wystarcza do przeprowadzenia około miliarda analiz – po tym, jak chiński rząd niedawno ograniczył eksport pierwiastków ziem rzadkich, kraje uprzemysłowione, przerażone niedoborami magazynów pierwiastków ziem rzadkich, nie muszą martwić się podobnymi zagrożeniami dla takich zastosowań.
Tlenek europu jest stosowany jako fosfor emisyjny wymuszony w nowym systemie diagnostyki medycznej rentgenowskiej. Tlenek europu może być również stosowany do produkcji kolorowych soczewek i filtrów optoelektronicznych, do urządzeń do przechowywania pęcherzyków magnetycznych oraz w materiałach kontrolnych, materiałach osłonowych i materiałach konstrukcyjnych reaktorów atomowych. Ponieważ jego atomy mogą absorbować więcej neutronów niż jakikolwiek inny pierwiastek, jest powszechnie stosowany jako materiał do absorbowania neutronów w reaktorach atomowych.
W dzisiejszym szybko rozwijającym się świecie niedawno odkryte zastosowanie europu może mieć głęboki wpływ na rolnictwo. Naukowcy odkryli, że tworzywa sztuczne domieszkowane dwuwartościowym europem i jednowartościową miedzią mogą skutecznie przekształcać ultrafioletową część światła słonecznego w światło widzialne. Proces ten jest dość zielony (to kolory dopełniające czerwieni). Wykorzystanie tego typu plastiku do budowy szklarni może umożliwić roślinom pochłanianie większej ilości światła widzialnego i zwiększenie plonów o około 10%.
Europ można również stosować w układach pamięci kwantowej, które mogą niezawodnie przechowywać informacje przez kilka dni na raz. Mogą one umożliwić przechowywanie wrażliwych danych kwantowych w urządzeniu podobnym do dysku twardego i wysyłanie ich w inne miejsca kraju.
Czas publikacji: 27-06-2023