Europium, symbolet er Eu, og atomnummeret er 63. Som et typisk medlem av Lanthanide har europium vanligvis +3 valens, men oksygen+2 valens er også vanlig. Det er færre forbindelser av europium med en valenstilstand på +2. Sammenlignet med andre tungmetaller har europium ingen signifikante biologiske effekter og er relativt ikke-giftig. De fleste anvendelser av europium bruker fosforescenseffekten til europiumforbindelser. Europium er et av de minst tallrike grunnstoffene i universet; Det er bare rundt 5 i universet × 10-8% av stoffet er europium.
Europium finnes i monazitt
Oppdagelsen av Europium
Historien begynner på slutten av 1800-tallet: på den tiden begynte utmerkede forskere systematisk å fylle de gjenværende ledige stillingene i Mendeleevs periodiske tabell ved å analysere atomutslippsspekteret. I dagens syn er denne jobben ikke vanskelig, og en bachelorstudent kan fullføre den; Men på den tiden hadde forskerne bare instrumenter med lav presisjon og prøver som var vanskelige å rense. Derfor, i hele historien til oppdagelsen av Lanthanide, fortsatte alle "kvasi" oppdagere å komme med falske påstander og krangle med hverandre.
I 1885 oppdaget Sir William Crookes det første, men ikke veldig klare signalet til element 63: han observerte en spesifikk rød spektrallinje (609 nm) i en samariumprøve. Mellom 1892 og 1893 bekreftet oppdageren av gallium, samarium og dysprosium, Paul é mile LeCoq de Boisbaudran, dette båndet og oppdaget et annet grønt bånd (535 nm).
Deretter, i 1896, separerte Eug è ne Anatole Demar ç ay tålmodig samariumoksid og bekreftet oppdagelsen av et nytt sjeldent jordelement som ligger mellom samarium og gadolinium. Han skilte med suksess dette elementet i 1901, og markerte slutten på oppdagelsesreisen: "Jeg håper å kalle dette nye elementet Europium, med symbolet Eu og atommassen på rundt 151."
Elektronkonfigurasjon
Elektronkonfigurasjon:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Selv om europium vanligvis er trivalent, er det utsatt for å danne toverdige forbindelser. Dette fenomenet er forskjellig fra dannelsen av +3 valensforbindelser av de fleste lantanider. Divalent europium har en elektronisk konfigurasjon på 4f7, da det halvfylte f-skallet gir mer stabilitet, og europium (II) og barium (II) er like. Toverdig europium er et mildt reduksjonsmiddel som oksiderer i luft for å danne en forbindelse av europium (III). Under anaerobe forhold, spesielt oppvarmingsforhold, er toverdig europium tilstrekkelig stabilt og har en tendens til å bli inkorporert i kalsium og andre jordalkalimineraler. Denne ionebytteprosessen er grunnlaget for den "negative europium-anomalien", det vil si at sammenlignet med overfloden av kondritt, har mange lantanidmineraler som monazitt lavt europiuminnhold. Sammenlignet med monazitt, viser bastnaesitt ofte færre negative europium-anomalier, så bastnaesitt er også hovedkilden til europium.
Europium er et jerngrått metall med et smeltepunkt på 822 °C, et kokepunkt på 1597 °C og en tetthet på 5,2434 g/cm³； Det er det minst tette, mykeste og mest flyktige grunnstoffet blant sjeldne jordartselementer. Europium er det mest aktive metallet blant sjeldne jordartselementer: ved romtemperatur mister det umiddelbart sin metalliske glans i luften og oksideres raskt til pulver; Reager voldsomt med kaldt vann for å generere hydrogengass; Europium kan reagere med bor, karbon, svovel, fosfor, hydrogen, nitrogen osv.
Anvendelse av Europium
Europiumsulfat avgir rød fluorescens under ultrafiolett lys
Georges Urbain, en ung fremragende kjemiker, arvet spektroskopiinstrumentet til Demar ç ay og fant ut at en Yttrium(III)-oksidprøve dopet med europium sendte ut veldig sterkt rødt lys i 1906. Dette er begynnelsen på den lange reisen med fosforescerende europiummaterialer – ikke bare brukes til å sende ut rødt lys, men også blått lys, fordi utslippsspekteret til Eu2+ faller innenfor dette området.
En fosfor sammensatt av røde Eu3+, grønne Tb3+ og blå Eu2+-emittere, eller en kombinasjon av dem, kan konvertere ultrafiolett lys til synlig lys. Disse materialene spiller en viktig rolle i ulike instrumenter rundt om i verden: røntgenforsterkende skjermer, katodestrålerør eller plasmaskjermer, samt nyere energisparende lysrør og lysdioder.
Fluorescenseffekten til trivalent europium kan også sensibiliseres av organiske aromatiske molekyler, og slike komplekser kan brukes i ulike situasjoner som krever høy følsomhet, for eksempel anti-forfalskning av blekk og strekkoder.
Siden 1980-tallet har europium spilt en ledende rolle i svært sensitiv biofarmasøytisk analyse ved bruk av tidsoppløst kaldfluorescensmetode. På de fleste sykehus og medisinske laboratorier har slike analyser blitt rutine. I forskning innen biovitenskap, inkludert biologisk avbildning, er fluorescerende biologiske prober laget av europium og andre lantanider allestedsnærværende. Heldigvis er ett kilo europium nok til å støtte omtrent én milliard analyser – etter at den kinesiske regjeringen nylig begrenset eksporten av sjeldne jordarter, trenger ikke industrialiserte land med panikk av mangel på lagring av sjeldne jordarter å bekymre seg for lignende trusler mot slike applikasjoner.
Europiumoksid brukes som Stimulert emisjonsfosfor i nytt røntgenmedisinsk diagnosesystem. Europiumoksid kan også brukes til å produsere fargede linser og optoelektroniske filtre, for magnetiske boblelagringsenheter, og i kontrollmaterialer, skjermingsmaterialer og strukturelle materialer i atomreaktorer. Fordi dets atomer kan absorbere flere nøytroner enn noe annet element, brukes det ofte som et materiale for å absorbere nøytroner i atomreaktorer.
I dagens raskt ekspanderende verden kan den nylig oppdagede anvendelsen av europium ha dyp innvirkning på landbruket. Forskere har funnet ut at plast dopet med toverdig europium og enverdig kobber effektivt kan omdanne den ultrafiolette delen av sollys til synlig lys. Denne prosessen er ganske grønn (det er komplementærfargene til rødt). Å bruke denne typen plast til å bygge et drivhus kan gjøre det mulig for planter å absorbere mer synlig lys og øke avlingene med omtrent 10 %.
Europium kan også brukes på kvanteminnebrikker, som pålitelig kan lagre informasjon i flere dager om gangen. Disse kan gjøre det mulig å lagre sensitive kvantedata i en enhet som ligner på en harddisk og sendes over hele landet.
Innleggstid: 27. juni 2023