Europium, symbolet er Eu, og atomnummeret er 63. Som et typisk medlem af Lanthanid har europium normalt+3 valens, men oxygen+2 valens er også almindelig. Der er færre forbindelser af europium med en valenstilstand på +2. Sammenlignet med andre tungmetaller har europium ingen væsentlige biologiske effekter og er relativt ugiftigt. De fleste anvendelser af europium bruger phosphorescenseffekten af europiumforbindelser. Europium er et af de mindst udbredte grundstoffer i universet; Der er kun omkring 5 i universet × 10-8% af stoffet er europium.
Europium findes i monazit
Opdagelsen af Europium
Historien begynder i slutningen af det 19. århundrede: på det tidspunkt begyndte fremragende videnskabsmænd systematisk at udfylde de resterende ledige stillinger i Mendeleevs periodiske tabel ved at analysere det atomare emissionsspektrum. I dag er dette job ikke svært, og en bachelorstuderende kan fuldføre det; Men på det tidspunkt havde forskerne kun instrumenter med lav præcision og prøver, der var svære at rense. Derfor blev alle "kvasi" opdagere i hele historien om opdagelsen af Lanthanide ved med at fremsætte falske påstande og skændes med hinanden.
I 1885 opdagede Sir William Crookes det første, men ikke særlig klare signal fra element 63: han observerede en specifik rød spektrallinje (609 nm) i en samariumprøve. Mellem 1892 og 1893 bekræftede opdageren af gallium, samarium og dysprosium, Paul é mile LeCoq de Boisbaudran, dette bånd og opdagede et andet grønt bånd (535 nm).
Dernæst, i 1896, adskilte Eug è ne Anatole Demar ç ay tålmodigt samariumoxid og bekræftede opdagelsen af et nyt sjældent jordarters grundstof placeret mellem samarium og gadolinium. Han adskilte med succes dette grundstof i 1901, hvilket markerede afslutningen på opdagelsesrejsen: "Jeg håber at kunne navngive dette nye grundstof Europium med symbolet Eu og atommassen på omkring 151."
Elektron konfiguration
Elektronkonfiguration:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Selvom europium normalt er trivalent, er det tilbøjeligt til at danne divalente forbindelser. Dette fænomen er forskelligt fra dannelsen af +3 valensforbindelser af de fleste Lanthanider. Divalent europium har en elektronisk konfiguration på 4f7, da den semi-fyldte f-skal giver mere stabilitet, og europium (II) og barium (II) ligner hinanden. Divalent europium er et mildt reduktionsmiddel, der oxiderer i luften og danner en forbindelse af europium (III). Under anaerobe forhold, især opvarmningsforhold, er divalent europium tilstrækkeligt stabilt og har en tendens til at blive inkorporeret i calcium og andre jordalkalimineraler. Denne ionbytterproces er grundlaget for den "negative europium-anomali", det vil sige sammenlignet med overfloden af chondrit, har mange lanthanidmineraler såsom monazit lavt europiumindhold. Sammenlignet med monazit udviser bastnaesite ofte færre negative europium-anomalier, så bastnaesite er også hovedkilden til europium.
Europium er et jerngråt metal med et smeltepunkt på 822°C, et kogepunkt på 1597°C og en massefylde på 5,2434 g/cm³； Det er det mindst tætte, blødeste og mest flygtige grundstof blandt sjældne jordarters grundstoffer. Europium er det mest aktive metal blandt sjældne jordarters grundstoffer: ved stuetemperatur mister det straks sin metalliske glans i luften og oxideres hurtigt til pulver; Reager voldsomt med koldt vand for at generere brintgas; Europium kan reagere med bor, kulstof, svovl, fosfor, brint, nitrogen osv.
Anvendelse af Europium
Europiumsulfat udsender rød fluorescens under ultraviolet lys
Georges Urbain, en ung fremragende kemiker, arvede Demar ç ays spektroskopiinstrument og fandt ud af, at en Yttrium(III)-oxidprøve dopet med europium udsendte meget skarpt rødt lys i 1906. Dette er begyndelsen på den lange rejse med fosforescerende europiummaterialer – ikke kun bruges til at udsende rødt lys, men også blåt lys, fordi emissionsspektret for Eu2+ falder inden for dette område.
En fosfor sammensat af røde Eu3+, grønne Tb3+ og blå Eu2+-emittere, eller en kombination af dem, kan omdanne ultraviolet lys til synligt lys. Disse materialer spiller en vigtig rolle i forskellige instrumenter rundt om i verden: røntgenforstærkende skærme, katodestrålerør eller plasmaskærme samt nyere energibesparende fluorescerende lamper og lysemitterende dioder.
Fluorescenseffekten af trivalent europium kan også sensibiliseres af organiske aromatiske molekyler, og sådanne komplekser kan anvendes i forskellige situationer, der kræver høj følsomhed, såsom anti-forfalskning af blæk og stregkoder.
Siden 1980'erne har europium spillet en førende rolle i meget følsom biofarmaceutisk analyse ved hjælp af tidsopløst kold fluorescensmetode. På de fleste hospitaler og medicinske laboratorier er en sådan analyse blevet rutine. I forskning inden for biovidenskab, herunder biologisk billeddannelse, er fluorescerende biologiske prober lavet af europium og andre Lanthanider allestedsnærværende. Heldigvis er et kilogram europium nok til at understøtte cirka en milliard analyser – efter at den kinesiske regering for nylig begrænsede eksporten af sjældne jordarter, behøver industrialiserede lande, der er paniske af mangel på lager af sjældne jordarter, ikke bekymre sig om lignende trusler mod sådanne applikationer.
Europiumoxid anvendes som stimuleret emissionsphosphor i nyt røntgenmedicinsk diagnosesystem. Europiumoxid kan også bruges til at fremstille farvede linser og optoelektroniske filtre, til magnetiske boblelagringsenheder og i kontrolmaterialer, afskærmningsmaterialer og strukturelle materialer i atomreaktorer. Fordi dets atomer kan absorbere flere neutroner end noget andet grundstof, bruges det almindeligvis som et materiale til at absorbere neutroner i atomreaktorer.
I dagens hurtigt voksende verden kan den nyligt opdagede anvendelse af europium have dybtgående indvirkning på landbruget. Forskere har fundet ud af, at plast, der er dopet med divalent europium og univalent kobber, effektivt kan omdanne den ultraviolette del af sollys til synligt lys. Denne proces er ret grøn (det er de komplementære farver af rød). Brug af denne type plastik til at bygge et drivhus kan gøre det muligt for planter at absorbere mere synligt lys og øge afgrødeudbyttet med cirka 10 %.
Europium kan også anvendes på kvantehukommelseschips, som pålideligt kan gemme information i flere dage ad gangen. Disse kan gøre det muligt at lagre følsomme kvantedata i en enhed, der ligner en harddisk, og sendes over hele landet.
Indlægstid: 27. juni 2023