Europium, symbolen är Eu, och atomnumret är 63. Som en typisk medlem av Lanthanide har europium vanligtvis +3 valens, men syre+2 valens är också vanligt. Det finns färre föreningar av europium med ett valenstillstånd på +2. Jämfört med andra tungmetaller har europium inga betydande biologiska effekter och är relativt ogiftigt. De flesta tillämpningar av europium använder fosforescenseffekten av europiumföreningar. Europium är ett av de minst förekommande elementen i universum; Det finns bara cirka 5 i universum × 10-8% av ämnet är europium.
Europium finns i monazit
Upptäckten av Europium
Berättelsen börjar i slutet av 1800-talet: vid den tiden började utmärkta vetenskapsmän systematiskt fylla de återstående lediga platserna i Mendeleevs periodiska system genom att analysera det atomära utsläppsspektrumet. I dagens uppfattning är det här jobbet inte svårt, och en student kan slutföra det; Men på den tiden hade forskarna bara instrument med låg precision och prover som var svåra att rena. Därför, under hela historien om upptäckten av Lanthanide, fortsatte alla "quasi" upptäckare att göra falska påståenden och argumentera med varandra.
1885 upptäckte Sir William Crookes den första men inte särskilt tydliga signalen från element 63: han observerade en specifik röd spektrallinje (609 nm) i ett samariumprov. Mellan 1892 och 1893 bekräftade upptäckaren av gallium, samarium och dysprosium, Paul é mile LeCoq de Boisbaudran, detta band och upptäckte ytterligare ett grönt band (535 nm).
Därefter, 1896, separerade Eug è ne Anatole Demar ç ay tålmodigt samariumoxid och bekräftade upptäckten av ett nytt sällsynt jordartsmetall som ligger mellan samarium och gadolinium. Han separerade framgångsrikt detta element 1901, vilket markerade slutet på upptäcktsresan: "Jag hoppas kunna döpa detta nya grundämne Europium, med symbolen Eu och atommassan på omkring 151."
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Även om europium vanligtvis är trivalent, är det benäget att bilda tvåvärda föreningar. Detta fenomen skiljer sig från bildandet av +3 valensföreningar av de flesta lantanider. Divalent europium har en elektronisk konfiguration på 4f7, eftersom det halvfyllda f-skalet ger mer stabilitet, och europium (II) och barium (II) är lika. Tvåvärt europium är ett milt reduktionsmedel som oxiderar i luft och bildar en förening av europium (III). Under anaeroba förhållanden, särskilt uppvärmningsförhållanden, är tvåvärt europium tillräckligt stabilt och tenderar att inkorporeras i kalcium och andra jordalkalimineraler. Denna jonbytesprocessen är grunden för den "negativa europiumanomali", det vill säga, jämfört med överflöd av kondrit, har många lantanidmineraler som monazit lågt europiuminnehåll. Jämfört med monazit uppvisar bastnaesite ofta färre negativa europium-avvikelser, så bastnaesite är också den huvudsakliga källan till europium.
Europium är en järngrå metall med en smältpunkt på 822°C, en kokpunkt på 1597°C och en densitet på 5,2434 g/cm³； Det är det minst täta, mjukaste och mest flyktiga grundämnet bland sällsynta jordartsmetaller. Europium är den mest aktiva metallen bland sällsynta jordartsmetaller: vid rumstemperatur förlorar den omedelbart sin metalliska lyster i luften och oxideras snabbt till pulver; Reagera våldsamt med kallt vatten för att generera vätgas; Europium kan reagera med bor, kol, svavel, fosfor, väte, kväve, etc.
Tillämpning av Europium
Europiumsulfat avger röd fluorescens under ultraviolett ljus
Georges Urbain, en ung framstående kemist, ärvde Demar ç ays Spectroscopy-instrument och fann att ett Yttrium(III)-oxidprov dopat med europium avgav mycket starkt rött ljus 1906. Detta är början på den långa resan med fosforescerande europiummaterial – används inte bara för att avge rött ljus, utan även blått ljus, eftersom emissionsspektrumet för Eu2+ faller inom detta intervall.
En fosfor sammansatt av röda Eu3+, gröna Tb3+ och blå Eu2+emittrar, eller en kombination av dem, kan omvandla ultraviolett ljus till synligt ljus. Dessa material spelar en viktig roll i olika instrument runt om i världen: röntgenförstärkande skärmar, katodstrålerör eller plasmaskärmar, såväl som nya energibesparande lysrör och lysdioder.
Fluorescenseffekten av trivalent europium kan också sensibiliseras av organiska aromatiska molekyler, och sådana komplex kan appliceras i olika situationer som kräver hög känslighet, såsom bläck och streckkoder mot förfalskning.
Sedan 1980-talet har europium spelat en ledande roll i mycket känslig biofarmaceutisk analys med hjälp av tidsupplöst kallfluorescensmetod. På de flesta sjukhus och medicinska laboratorier har en sådan analys blivit rutin. I forskningen inom biovetenskap, inklusive biologisk avbildning, finns fluorescerande biologiska sonder gjorda av europium och andra lantanider allestädes närvarande. Lyckligtvis räcker ett kilo europium för att stödja cirka en miljard analyser – efter att den kinesiska regeringen nyligen begränsade exporten av sällsynta jordartsmetaller behöver industriländer som panikslagits av brist på lagring av sällsynta jordartsmetaller inte oroa sig för liknande hot mot sådana applikationer.
Europiumoxid används som stimulerad emissionsfosfor i ett nytt medicinskt röntgendiagnossystem. Europiumoxid kan också användas för att tillverka färgade linser och optoelektroniska filter, för magnetiska bubbellagringsanordningar och i styrmaterial, skärmningsmaterial och konstruktionsmaterial i atomreaktorer. Eftersom dess atomer kan absorbera fler neutroner än något annat element, används det vanligtvis som ett material för att absorbera neutroner i atomreaktorer.
I dagens snabbt växande värld kan den nyligen upptäckta tillämpningen av europium ha djupgående effekter på jordbruket. Forskare har funnit att plast dopad med tvåvärt europium och envärd koppar effektivt kan omvandla den ultravioletta delen av solljus till synligt ljus. Denna process är ganska grön (det är de röda komplementfärgerna). Att använda denna typ av plast för att bygga ett växthus kan göra det möjligt för växter att absorbera mer synligt ljus och öka skördarna med cirka 10 %.
Europium kan också appliceras på kvantminneschips, som på ett tillförlitligt sätt kan lagra information i flera dagar åt gången. Dessa kan göra det möjligt att lagra känslig kvantdata i en enhet som liknar en hårddisk och skickas över hela landet.
Posttid: 2023-jun-27