Europ, symbol to Eu, a liczba atomowa to 63. Jako typowy członek lantanowców, europ ma zwykle wartościowość +3, ale tlen +2 jest również powszechny. Jest mniej związków europu o stanie wartościowości +2. W porównaniu z innymi metalami ciężkimi europ nie ma znaczących skutków biologicznych i jest stosunkowo nietoksyczny. Większość zastosowań europu wykorzystuje efekt fosforescencji związków europu. Europ jest jednym z najmniej występujących pierwiastków we wszechświecie; We wszechświecie jest ich tylko około 5 × 10-8% substancji to europ.
Europ występuje w monacycie
Odkrycie europu
Historia zaczyna się pod koniec XIX wieku: w tym czasie znakomici naukowcy zaczęli systematycznie uzupełniać pozostałe luki w układzie okresowym Mendelejewa, analizując widmo emisji atomowej. W dzisiejszym rozumieniu praca ta nie jest trudna i poradzi sobie z nią student studiów licencjackich; Jednak w tamtym czasie naukowcy dysponowali jedynie instrumentami o niskiej precyzji i próbkami, które były trudne do oczyszczenia. Dlatego w całej historii odkrycia Lantanowca wszyscy „quasi” odkrywcy wysuwali fałszywe twierdzenia i kłócili się między sobą.
W 1885 roku 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 inne zielone pasmo (535 nm).
Następnie w 1896 roku Eugène Anatole Demar cierpliwie oddzielił tlenek samaru i potwierdził odkrycie nowego pierwiastka ziem rzadkich znajdującego się pomiędzy samarem a gadolinem. Udało mu się oddzielić ten pierwiastek w 1901 roku, co oznaczało koniec podróży odkrywczej: „Mam nadzieję nazwać ten nowy pierwiastek Europem, 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, ma skłonność do tworzenia związków dwuwartościowych. Zjawisko to różni się od tworzenia związków wartościowości +3 przez większość lantanowców. Dwuwartościowy europ ma konfigurację elektroniczną 4f7, ponieważ częściowo wypełniona powłoka f zapewnia większą stabilność, a europ (II) i bar (II) są podobne. Europ dwuwartościowy jest łagodnym środkiem redukującym, który utlenia się na 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 „anomalii ujemnego europu”, co oznacza, że w porównaniu z obfitością chondrytu wiele minerałów lantanowców, takich jak monacyt, ma niską zawartość europu. W porównaniu z monacytem, bastnaezyt często wykazuje mniej ujemnych anomalii europu, dlatego bastnaezyt jest również głównym źródłem europu.
Europ to żelazoszary metal o temperaturze topnienia 822 ° C, temperaturze wrzenia 1597 ° C i gęstości 5,2434 g/cm 3. Jest najmniej gęstym, najbardziej miękkim i najbardziej lotnym pierwiastkiem spośród pierwiastków ziem rzadkich. Europ jest najbardziej aktywnym metalem spośród pierwiastków ziem rzadkich: w temperaturze pokojowej natychmiast traci swój metaliczny połysk w powietrzu i szybko utlenia się na proszek; Reaguj gwałtownie z zimną wodą, wytwarzając gazowy wodór; 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 po Demar çay i odkrył, że w 1906 roku próbka tlenku itru(III) domieszkowanego europem emitowała bardzo jasne czerwone światło. Jest to początek długiej podróży materiałów fosforescencyjnych europu – wykorzystywane nie tylko do emitowania światła czerwonego, ale także światła niebieskiego, ponieważ widmo emisji Eu2+ mieści się w tym zakresie.
Fosfor składający się z emiterów czerwonego Eu3+, zielonego Tb3+ i niebieskiego Eu2+ lub ich kombinacji może przekształcać światło ultrafioletowe w światło widzialne. Materiały te odgrywają ważną rolę w różnych instrumentach na całym świecie: ekranach wzmacniających promieniowanie rentgenowskie, lampach katodowych czy ekranach plazmowych, a także najnowszych energooszczędnych lampach fluorescencyjnych i diodach elektroluminescencyjnych.
Efekt fluorescencji trójwartościowego europu może być również uwrażliwiony przez organiczne cząsteczki aromatyczne, a takie kompleksy można stosować w różnych sytuacjach wymagających dużej czułości, takich jak tusze zapobiegające podrabianiu i kody kreskowe.
Od lat 80. XX wieku europ odgrywa wiodącą rolę w bardzo czułych analizach biofarmaceutycznych z wykorzystaniem metody zimnej fluorescencji czasowo-rozdzielczej. W większości szpitali i laboratoriów medycznych taka analiza stała się rutyną. W badaniach z zakresu nauk przyrodniczych, w tym obrazowania biologicznego, fluorescencyjne sondy biologiczne wykonane z europu i innych lantanowców są wszechobecne. Na szczęście jeden kilogram europu wystarczy do przeprowadzenia około miliarda analiz – po niedawnym ograniczeniu przez chiński rząd eksportu metali ziem rzadkich kraje uprzemysłowione spanikowane niedoborami w magazynowaniu pierwiastków ziem rzadkich nie muszą się martwić podobnymi zagrożeniami dla takich zastosowań.
Tlenek europu jest stosowany jako luminofor o stymulowanej emisji w nowym systemie diagnostyki medycznej rentgenowskiej. Tlenek europu można również stosować 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 pochłaniania neutronów w reaktorach atomowych.
W dzisiejszym szybko rozwijającym się świecie niedawno odkryte zastosowanie europu może mieć ogromny 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 uzupełniające czerwieni). Użycie tego rodzaju plastiku do budowy szklarni może umożliwić roślinom absorpcję większej ilości światła widzialnego i zwiększyć plony o około 10%.
Europ można również zastosować w układach pamięci kwantowej, które mogą niezawodnie przechowywać informacje przez kilka dni. Mogą one umożliwić przechowywanie wrażliwych danych kwantowych na urządzeniu podobnym do dysku twardego i wysyłanie ich na terenie całego kraju.
Czas publikacji: 27 czerwca 2023 r