Euroopium, sümbol on Eu ja aatomnumber on 63. Lantaniidide tüüpilise liikmena on euroopiumil tavaliselt +3 valents, kuid levinud on ka hapniku +2 valents. Euroopiumi ühendeid, mille valentsus on +2, on vähem. Võrreldes teiste raskmetallidega ei ole euroopiumil olulist bioloogilist mõju ja see on suhteliselt mittetoksiline. Enamik euroopiumi rakendusi kasutab euroopiumiühendite fosforestsentsi efekti. Euroopium on üks universumis kõige vähem levinud elemente; universumis on neid vaid umbes 5 × 10-8% ainest on euroopium.
Euroopium leidub monasiidis
Euroopiumi avastamine
Lugu algab 19. sajandi lõpus: sel ajal hakkasid suurepärased teadlased süstemaatiliselt täitma Mendelejevi perioodilisussüsteemi tühje kohti, analüüsides aatomite emissioonispektrit. Tänapäeva arvates pole see töö keeruline ja bakalaureuseõppe üliõpilane saab sellega hakkama; kuid tol ajal olid teadlastel vaid madala täpsusega instrumendid ja raskesti puhastatavad proovid. Seetõttu esitasid kõik lantanoidide avastamise ajaloos kõik "kvaasi"avastajad pidevalt valeväiteid ja vaidlesid omavahel.
1885. aastal avastas Sir William Crookes elemendi 63 esimese, kuid mitte eriti selge signaali: ta täheldas samaariumiproovis spetsiifilist punast spektraaljoont (609 nm). Aastatel 1892–1893 kinnitas galliumi, samaariumi ja düsproosiumi avastaja Paul é mile LeCoq de Boisbaudran selle riba ja avastas teise rohelise riba (535 nm).
Järgmisena, 1896. aastal, eraldas Eugè ne Anatole Demarç kannatlikult samariumoksiidi ja kinnitas uue haruldase muldmetalli avastamist, mis asub samaariumi ja gadoliiniumi vahel. Ta eraldas selle elemendi edukalt 1901. aastal, tähistades avastusretke lõppu: „Loodan sellele uuele elemendile nimeks panna euroopium, sümboliga Eu ja aatommassiga umbes 151.“
Elektronkonfiguratsioon
Elektronkonfiguratsioon:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Kuigi euroopium on tavaliselt kolmevalentne, on see altid moodustama kahevalentseid ühendeid. See nähtus erineb enamiku lantanoidide poolt moodustuvatest +3 valentsiga ühenditest. Kahevalentsel euroopiumil on elektronkonfiguratsioon 4f7, kuna pooltäidetud f-kest annab suurema stabiilsuse ning euroopium(II) ja baarium(II) on sarnased. Kahevalentne euroopium on nõrk redutseerija, mis oksüdeerub õhus, moodustades euroopiumi(III) ühendi. Anaeroobsetes tingimustes, eriti kuumutamise tingimustes, on kahevalentne euroopium piisavalt stabiilne ja kipub inkorporeeruma kaltsiumi ja teiste leelismuldmetallide mineraalidesse. See ioonvahetusprotsess on "negatiivse euroopiumi anomaalia" aluseks, see tähendab, et võrreldes kondriidi rohkusega on paljudel lantanoidide mineraalidel, näiteks monasiidil, madal euroopiumisisaldus. Võrreldes monasiidiga on bastnesiidil sageli vähem negatiivseid euroopiumi anomaaliaid, seega on bastnesiit ka euroopiumi peamine allikas.
Euroopium on raudhall metall, mille sulamistemperatuur on 822 °C, keemistemperatuur 1597 °C ja tihedus 5,2434 g/cm³. See on haruldaste muldmetallide seas kõige väiksema tihedusega, pehmem ja lenduvam element. Euroopium on haruldaste muldmetallide seas kõige aktiivsem metall: toatemperatuuril kaotab see õhus kohe oma metallilise läike ja oksüdeerub kiiresti pulbriks; reageerib külma veega ägedalt, moodustades vesinikgaasi; euroopium võib reageerida boori, süsiniku, väävli, fosfori, vesiniku, lämmastikuga jne.
Euroopiumi pealekandmine
Euroopiumsulfaat kiirgab ultraviolettvalguses punast fluorestsentsi
Noor silmapaistev keemik Georges Urbain päris Demar ç ay spektroskoopiainstrumendi ja avastas 1906. aastal, et euroopiumiga legeeritud ütrium(III)oksiidi proov kiirgas väga eredat punast valgust. See on euroopiumi fosforestseerivate materjalide pika teekonna algus – neid kasutatakse mitte ainult punase, vaid ka sinise valguse kiirgamiseks, kuna Eu2+ emissioonispekter jääb sellesse vahemikku.
Punasest Eu3+, rohelisest Tb3+ ja sinisest Eu2+ emitteritest või nende kombinatsioonist koosnev fosfor suudab ultraviolettvalguse nähtavaks valguseks muuta. Need materjalid mängivad olulist rolli erinevates instrumentides üle maailma: röntgenikiirgust intensiivistavates ekraanides, elektronkiiretorudes või plasmaekraanides, aga ka uuemates energiasäästlikes luminofoorlampides ja valgusdioodides.
Kolmevalentse euroopiumi fluorestsentsi efekti saab sensibiliseerida ka orgaaniliste aromaatsete molekulidega ning selliseid komplekse saab rakendada erinevates olukordades, mis nõuavad suurt tundlikkust, näiteks võltsimisvastaste tintide ja vöötkoodide puhul.
Alates 1980. aastatest on euroopium mänginud juhtivat rolli ülitundlikus biofarmatseutilises analüüsis, kasutades ajaliselt lahutatud külmfluorestsentsmeetodit. Enamikus haiglates ja meditsiinilaborites on selline analüüs muutunud rutiinseks. Eluteaduste uuringutes, sealhulgas bioloogilises pildistamises, on euroopiumist ja teistest lantanoididest valmistatud fluorestseeruvad bioloogilised sondid kõikjal levinud. Õnneks piisab ühest kilogrammist euroopiumi umbes miljardi analüüsi toetamiseks – pärast seda, kui Hiina valitsus hiljuti haruldaste muldmetallide eksporti piiras, ei pea haruldaste muldmetallide ladustamispuuduse pärast paanikas tööstusriigid muretsema sarnaste ohtude pärast selliste rakenduste puhul.
Euroopiumoksiidi kasutatakse stimuleeritud emissioonfosforina uutes röntgendiagnostika süsteemides. Euroopiumoksiidi saab kasutada ka värviliste läätsede ja optoelektrooniliste filtrite valmistamiseks, magnetmullide salvestusseadmetes ning aatomreaktorite juhtmaterjalides, varjestusmaterjalides ja konstruktsioonimaterjalides. Kuna selle aatomid suudavad neelata rohkem neutroneid kui ükski teine element, kasutatakse seda tavaliselt aatomreaktorites neutronite neelamiseks mõeldud materjalina.
Tänapäeva kiiresti laienevas maailmas võib hiljuti avastatud euroopiumi rakendus avaldada põllumajandusele sügavat mõju. Teadlased on leidnud, et kahevalentse euroopiumi ja ühevalentse vasega legeeritud plast suudab päikesevalguse ultraviolettkiirguse tõhusalt nähtavaks valguseks muuta. See protsess on üsna roheline (see on punase komplementaarvärvid). Seda tüüpi plasti kasutamine kasvuhoone ehitamiseks võib võimaldada taimedel neelata rohkem nähtavat valgust ja suurendada saagikust umbes 10%.
Euroopiumi saab kasutada ka kvantmälukiipides, mis suudavad teavet usaldusväärselt mitu päeva järjest salvestada. Need võimaldavad tundlikke kvantandmeid salvestada kõvaketta sarnasesse seadmesse ja saata üle kogu riigi.
Postituse aeg: 27. juuni 2023