La magia rara tera elemento eŭropio

Eŭropio, la simbolo estas Eu, kaj la atomnumero estas 63. Kiel tipa membro de Lantanoidoj, eŭropio kutime havas +3 valenton, sed oksigena +2 valento ankaŭ estas ofta. Ekzistas malpli da kombinaĵoj de eŭropio kun valenta stato de +2. Kompare kun aliaj pezaj metaloj, eŭropio ne havas signifajn biologiajn efikojn kaj estas relative netoksa. Plej multaj aplikoj de eŭropio uzas la fosforeskan efikon de eŭropiaj kombinaĵoj. Eŭropio estas unu el la malplej abundaj elementoj en la universo; Ekzistas nur ĉirkaŭ 5 en la universo × 10-8% de la substanco estas eŭropio.

EU

Eŭropio ekzistas en monazito

La Malkovro de Eŭropio

La rakonto komenciĝas fine de la 19-a jarcento: tiutempe, elstaraj sciencistoj komencis sisteme plenigi la restantajn vakantaĵojn en la perioda tabelo de Mendelejev per analizo de la atom-emisia spektro. Laŭ la hodiaŭa vidpunkto, ĉi tiu tasko ne estas malfacila, kaj eĉ bakalaŭra studento povas plenumi ĝin; sed tiutempe, sciencistoj havis nur instrumentojn kun malalta precizeco kaj specimenojn, kiujn malfacilis purigi. Tial, dum la tuta historio de la malkovro de lantanidoj, ĉiuj "kvazaŭ" malkovrintoj daŭre faris malverajn asertojn kaj kverelis unu kun la alia.

En 1885, Sir William Crookes malkovris la unuan sed ne tre klaran signalon de elemento 63: li observis specifan ruĝan spektran linion (609 nm) en samaria specimeno. Inter 1892 kaj 1893, la malkovrinto de galiumo, samario kaj disprosio, Paul émile LeCoq de Boisbaudran, konfirmis ĉi tiun bendon kaj malkovris alian verdan bendon (535 nm).

Poste, en 1896, Eugène Anatole Demarçay pacience apartigis samarian oksidon kaj konfirmis la malkovron de nova rara tera elemento situanta inter samario kaj gadolinio. Li sukcese apartigis ĉi tiun elementon en 1901, markante la finon de la malkovra vojaĝo: "Mi esperas nomi ĉi tiun novan elementon Eŭropio, kun la simbolo Eu kaj la atommaso de ĉirkaŭ 151."

Elektrona konfiguracio

EU

Elektrona konfiguracio:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7

Kvankam eŭropio kutime estas trivalenta, ĝi emas formi duvalentajn kombinaĵojn. Ĉi tiu fenomeno diferencas de la formado de +3-valentaj kombinaĵoj fare de plej multaj lantanidoj. Duvalenta eŭropio havas elektronikan konfiguracion de 4f7, ĉar la duonplena f-ŝelo provizas pli da stabileco, kaj eŭropio (II) kaj bario (II) estas similaj. Duvalenta eŭropio estas milda redukta agento, kiu oksidiĝas en aero por formi kombinaĵon de eŭropio (III). Sub malaerobaj kondiĉoj, precipe varmigkondiĉoj, duvalenta eŭropio estas sufiĉe stabila kaj emas esti enkorpigita en kalcion kaj aliajn teralkalajn mineralojn. Ĉi tiu jona interŝanĝa procezo estas la bazo de la "negativa eŭropia anomalio", tio estas, kompare kun la abundo de kondrito, multaj lantanidaj mineraloj kiel monazito havas malaltan eŭropian enhavon. Kompare kun monazito, bastnaesito ofte montras malpli da negativaj eŭropiaj anomalioj, do bastnaesito ankaŭ estas la ĉefa fonto de eŭropio.

Eŭropia Metalo

EU-metalo

Eŭropio estas fergriza metalo kun fandopunkto de 822 °C, bolpunkto de 1597 °C, kaj denseco de 5,2434 g/cm³; Ĝi estas la malplej densa, plej mola kaj plej volatila elemento inter raraj teraj elementoj. Eŭropio estas la plej aktiva metalo inter raraj teraj elementoj: je ĉambra temperaturo, ĝi tuj perdas sian metalan brilon en la aero kaj rapide oksidiĝas en pulvoron; ĝi reagas furioze kun malvarma akvo por generi hidrogenan gason; eŭropio povas reagi kun boro, karbono, sulfuro, fosforo, hidrogeno, nitrogeno, ktp.

Apliko de Eŭropio

EU-metala prezo

Eŭropia sulfato elsendas ruĝan fluoreskon sub ultraviola lumo

Georges Urbain, juna elstara kemiisto, heredis la Spektroskopian instrumenton de Demarçay kaj trovis, ke specimeno de Yttrium(III) oksido dopita per eŭropio elsendis tre brile ruĝan lumon en 1906. Tio estas la komenco de la longa vojaĝo de eŭropiaj fosforeskaj materialoj - uzataj ne nur por elsendi ruĝan lumon, sed ankaŭ bluan lumon, ĉar la emisia spektro de Eu2+ falas ene de ĉi tiu intervalo.

Fosforo konsistanta el ruĝaj Eu3+, verdaj Tb3+, kaj bluaj Eu2+ emitoroj, aŭ kombinaĵo de ili, povas konverti ultraviolan lumon en videblan lumon. Ĉi tiuj materialoj ludas gravan rolon en diversaj instrumentoj tra la mondo: rentgen-intensigaj ekranoj, katodradiaj tuboj aŭ plasmekranoj, same kiel lastatempaj energiŝparaj fluoreskaj lampoj kaj lum-elsendantaj diodoj.

La fluoreska efiko de trivalenta eŭropio ankaŭ povas esti sensivigita per organikaj aromaj molekuloj, kaj tiaj kompleksoj povas esti aplikitaj en diversaj situacioj, kiuj postulas altan sentemon, kiel ekzemple kontraŭfalsaj inkoj kaj strekkodoj.

Ekde la 1980-aj jaroj, eŭropio ludis ĉefan rolon en tre sentema biofarmacia analizo uzante temp-solvitan malvarman fluoreskan metodon. En la plej multaj hospitaloj kaj medicinaj laboratorioj, tia analizo fariĝis rutina. En la esplorado de vivscienco, inkluzive de biologia bildigo, fluoreskaj biologiaj sondiloj faritaj el eŭropio kaj aliaj lantanidoj estas ĉieaj. Feliĉe, unu kilogramo da eŭropio sufiĉas por subteni proksimume unu miliardon da analizoj - post kiam la ĉina registaro ĵus limigis eksportojn de raraj teroj, industriigitaj landoj panikitaj pro mankoj de stokado de raraj teroj ne devas zorgi pri similaj minacoj al tiaj aplikoj.

Eŭropia oksido estas uzata kiel stimulita emisia fosforo en novaj rentgen-radiaj medicinaj diagnozaj sistemoj. Eŭropia oksido ankaŭ povas esti uzata por fabriki kolorajn lensojn kaj optoelektronajn filtrilojn, por magnetaj vezikaj stokaj aparatoj, kaj en kontrolaj materialoj, ŝirmaj materialoj kaj strukturaj materialoj de atomreaktoroj. Ĉar ĝiaj atomoj povas absorbi pli da neŭtronoj ol iu ajn alia elemento, ĝi estas ofte uzata kiel materialo por absorbi neŭtronojn en atomreaktoroj.

En la hodiaŭa rapide kreskanta mondo, la ĵus malkovrita apliko de eŭropio povus havi profundajn efikojn sur agrikulturon. Sciencistoj trovis, ke plastoj dopitaj per duvalenta eŭropio kaj unuvalenta kupro povas efike konverti la ultraviolan parton de sunlumo en videblan lumon. Ĉi tiu procezo estas sufiĉe verda (ĝi estas la komplementa koloro de ruĝa). Uzi ĉi tiun tipon de plasto por konstrui forcejon povas ebligi al plantoj absorbi pli da videbla lumo kaj pliigi kultivaĵojn je proksimume 10%.

Eŭropio ankaŭ povas esti aplikata al kvantummemoraj blatoj, kiuj povas fidinde konservi informojn dum pluraj tagoj samtempe. Ĉi tiuj povas ebligi la konservadon de sentemaj kvantumdatumoj en aparato simila al disko kaj ilian sendon tra la tuta lando.


Afiŝtempo: 27-a de junio 2023