Európium, a szimbólum Eu, és az rendszáma 63. A lantanidák tipikus tagjaként az európium általában +3 vegyértékkel rendelkezik, de az oxigén +2 vegyértéke is gyakori. Kevesebb európiumvegyület van, amelynek vegyértékállapota +2. Más nehézfémekhez képest az európiumnak nincs jelentős biológiai hatása, és viszonylag nem mérgező. Az európium legtöbb alkalmazása az európiumvegyületek foszforeszcencia hatását használja ki. Az európium az univerzum egyik legkevésbé előforduló eleme; az univerzumban csak körülbelül 5 db található meg belőle, az anyag 10-8%-a európium.
Az európium megtalálható a monacitban
Az európium felfedezése
A történet a 19. század végén kezdődik: akkoriban kiváló tudósok kezdték szisztematikusan kitölteni Mengyelejev periódusos rendszerének üresedéseit az atomok emissziós spektrumának elemzésével. Mai szemmel ez a munka nem nehéz, és egy egyetemi hallgató is el tudja végezni; de akkoriban a tudósok csak alacsony pontosságú műszerekkel és nehezen tisztítható mintákkal rendelkeztek. Ezért a Lantanida felfedezésének teljes történetében minden „kvázi” felfedező folyton hamis állításokat tett és vitatkozott egymással.
1885-ben Sir William Crookes fedezte fel a 63-as elem első, de nem túl egyértelmű jelét: egy szamárium mintában egy specifikus vörös spektrumvonalat (609 nm) figyelt meg. 1892 és 1893 között a gallium, a szamárium és a diszprózium felfedezője, Paul é mile LeCoq de Boisbaudran megerősítette ezt a sávot, és felfedezett egy másik zöld sávot (535 nm).
Ezután, 1896-ban Eugè ne Anatole Demarç türelmesen elválasztotta a szamárium-oxidot, és megerősítette egy új ritkaföldfém felfedezését, amely a szamárium és a gadolínium között található. 1901-ben sikeresen elválasztotta ezt az elemet, ezzel véget vetve a felfedezőútnak: „Remélem, hogy ezt az új elemet európiumnak nevezhetem el, az Eu szimbólummal és a körülbelül 151-es atomtömeggel.”
Elektronkonfiguráció
Elektronkonfiguráció:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Bár az európium általában három vegyértékű, hajlamos két vegyértékű vegyületeket képezni. Ez a jelenség eltér a legtöbb lantanida által képződést követő +3 vegyértékű vegyületektől. A két vegyértékű európium elektronkonfigurációja 4f7, mivel a félig betöltött f héj nagyobb stabilitást biztosít, az európium(II) és a bárium(II) pedig hasonlóak. A két vegyértékű európium egy enyhe redukálószer, amely levegőn oxidálódik, és európium(III) vegyületet képez. Anaerob körülmények között, különösen melegítés közben, a két vegyértékű európium kellően stabil, és hajlamos beépülni a kalciumba és más alkáliföldfém ásványokba. Ez az ioncsere-folyamat az alapja a „negatív európium-anomália”-nak, azaz a kondrit bőségéhez képest számos lantanida ásvány, például a monacit, alacsony európiumtartalommal rendelkezik. A monacithoz képest a basztnaezit gyakran kevesebb negatív európium-anomáliát mutat, így a basztnaezit az európium fő forrása is.
Az európium egy vas-szürke fém, olvadáspontja 822 °C, forráspontja 1597 °C, sűrűsége 5,2434 g/cm³. Ez a ritkaföldfémek közül a legkevésbé sűrű, legpuhább és legillékonyabb elem. Az európium a ritkaföldfémek közül a legaktívabb fém: szobahőmérsékleten a levegőben azonnal elveszíti fémes csillogását, és gyorsan porrá oxidálódik; hideg vízzel hevesen reagál, hidrogéngázt képezve; az európium reakcióba léphet bórral, szénnel, kénnel, foszforral, hidrogénnel, nitrogénnel stb.
Az európium alkalmazása
Az európium-szulfát vörös fluoreszcenciát bocsát ki ultraibolya fényben
Georges Urbain, egy fiatal, kiváló vegyész, örökölte Demar ç ay spektroszkópiai műszerét, és 1906-ban azt tapasztalta, hogy egy európiummal adalékolt ittrium(III)-oxid minta nagyon élénk vörös fényt bocsátott ki. Ez az európium foszforeszkáló anyagok hosszú útjának kezdete – nemcsak vörös, hanem kék fény kibocsátására is használják őket, mivel az Eu2+ emissziós spektruma ebbe a tartományba esik.
A vörös Eu3+, zöld Tb3+ és kék Eu2+ emitterekből, vagy ezek kombinációjából álló foszfor képes az ultraibolya fényt látható fénnyé alakítani. Ezek az anyagok fontos szerepet játszanak a világ számos műszerében: röntgensugár-erősítő képernyőkben, katódsugárcsövekben vagy plazmaképernyőkben, valamint a legújabb energiatakarékos fénycsövekben és fénykibocsátó diódákban.
A háromértékű európium fluoreszcencia hatását szerves aromás molekulák is érzékennyé tehetik, és az ilyen komplexek különféle, nagy érzékenységet igénylő helyzetekben alkalmazhatók, például hamisítás elleni tintáknál és vonalkódoknál.
Az 1980-as évek óta az európium vezető szerepet játszik a nagy érzékenységű biofarmakológiai elemzésekben, időfelbontásos hideg fluoreszcencia módszerrel. A legtöbb kórházban és orvosi laboratóriumban az ilyen elemzés rutinná vált. Az élettudományi kutatásokban, beleértve a biológiai képalkotást is, az európiumból és más lantanidákból készült fluoreszcens biológiai próbák mindenütt jelen vannak. Szerencsére egy kilogramm európium elegendő körülbelül egymilliárd elemzés támogatására – miután a kínai kormány a közelmúltban korlátozta a ritkaföldfémek exportját, a ritkaföldfémek tárolási hiánya miatt pánikba esett iparosodott országoknak nem kell aggódniuk az ilyen alkalmazásokat fenyegető hasonló veszélyek miatt.
Az európium-oxidot stimulált emissziós foszforként használják új röntgen orvosi diagnosztikai rendszerekben. Az európium-oxid színes lencsék és optoelektronikai szűrők gyártásához, mágneses buboréktároló eszközökhöz, valamint vezérlőanyagokban, árnyékoló anyagokban és atomreaktorok szerkezeti anyagaiban is felhasználható. Mivel atomjai több neutront képesek elnyelni, mint bármely más elem, általában neutronok elnyelésére szolgáló anyagként használják atomreaktorokban.
A mai gyorsan fejlődő világban az európium nemrég felfedezett alkalmazása mélyreható hatással lehet a mezőgazdaságra. A tudósok felfedezték, hogy a két vegyértékű európiummal és egy vegyértékű rézzel adalékolt műanyagok hatékonyan képesek a napfény ultraibolya részét látható fénnyé alakítani. Ez a folyamat meglehetősen zöld (a vörös komplementer színei). Az ilyen típusú műanyag üvegházak építéséhez való felhasználása lehetővé teszi a növények számára, hogy több látható fényt nyeljenek el, és körülbelül 10%-kal növeljék a terméshozamot.
Az európium kvantummemória-chipekben is alkalmazható, amelyek több napig is megbízhatóan képesek tárolni az információkat. Ezek lehetővé teszik az érzékeny kvantumadatok merevlemezhez hasonló eszközben történő tárolását és országszerte történő szállítását.
Közzététel ideje: 2023. június 27.