Europium, biểu tượng là EU và số nguyên tử là 63. Là thành viên điển hình của lanthanide, Europium thường có+3 hóa trị, nhưng hóa trị oxy+2 cũng là phổ biến. Có ít hợp chất Europium hơn với trạng thái hóa trị+2. So với các kim loại nặng khác, Europium không có tác dụng sinh học đáng kể và tương đối không độc hại. Hầu hết các ứng dụng của Europium sử dụng hiệu ứng lân quang của các hợp chất Europium. Europium là một trong những yếu tố ít phong phú nhất trong vũ trụ; Chỉ có khoảng 5 trong vũ trụ × 10-8% chất là Europium.
Europium tồn tại ở Monazite
Việc phát hiện ra Europium
Câu chuyện bắt đầu vào cuối thế kỷ 19: Vào thời điểm đó, các nhà khoa học xuất sắc bắt đầu lấp đầy một cách có hệ thống các vị trí tuyển dụng còn lại trong bảng tuần hoàn của Mendeleev bằng cách phân tích phổ phát thải nguyên tử. Theo quan điểm của ngày hôm nay, công việc này không khó và một sinh viên đại học có thể hoàn thành nó; Nhưng tại thời điểm đó, các nhà khoa học chỉ có các công cụ có độ chính xác thấp và các mẫu khó tinh chế. Do đó, trong toàn bộ lịch sử phát hiện ra lanthanide, tất cả những người phát hiện ra quasi của người Hồi giáo đã tiếp tục đưa ra những tuyên bố sai lầm và tranh cãi với nhau.
Vào năm 1885, Sir William Crookes đã phát hiện ra tín hiệu đầu tiên nhưng không rõ ràng về nguyên tố 63: Ông đã quan sát thấy một đường quang phổ màu đỏ cụ thể (609nm) trong mẫu samarium. Từ năm 1892 đến 1893, người phát hiện ra Gallium, Samarium và Dysprosium, Paul é Mile Lecoq de Boisbaudran, đã xác nhận ban nhạc này và phát hiện ra một ban nhạc xanh khác (535nm).
Tiếp theo, vào năm 1896, Eug è ne anatole demar ç ay đã kiên nhẫn phân tách samarium oxit và xác nhận phát hiện ra một nguyên tố đất hiếm mới nằm giữa samarium và gadolinium. Ông đã tách thành công yếu tố này vào năm 1901, đánh dấu sự kết thúc của hành trình khám phá: Tôi hy vọng sẽ đặt tên cho yếu tố mới này Europium, với biểu tượng EU và khối lượng nguyên tử khoảng 151.
Cấu hình điện tử
Cấu hình điện tử:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F7
Mặc dù Europium thường là Thương trị ba, nhưng nó dễ dàng hình thành các hợp chất hóa trị hai. Hiện tượng này khác với sự hình thành của+3 hợp chất hóa trị của hầu hết lanthanide. Europium hóa trị có cấu hình điện tử là 4F7, vì vỏ F được lấp đầy cung cấp sự ổn định hơn và Europium (II) và bari (II) là tương tự nhau. Europium hóa trị hai là một tác nhân giảm nhẹ, oxy hóa trong không khí để tạo thành một hợp chất của Europium (III). Trong điều kiện kỵ khí, đặc biệt là điều kiện sưởi ấm, Europium hóa trị là đủ ổn định và có xu hướng được kết hợp vào canxi và các khoáng chất đất kiềm khác. Quá trình trao đổi ion này là cơ sở của sự bất thường của Europium tiêu cực, nghĩa là so với sự phong phú của chondrite, nhiều khoáng chất lanthanide như monazite có hàm lượng europium thấp. So với monazite, bastnaesite thường thể hiện ít dị thường Europium âm tính hơn, vì vậy bastnaesite cũng là nguồn chính của Europium.
Europium là một kim loại màu xám sắt với điểm nóng chảy 822 ° C, điểm sôi 1597 ° C và mật độ 5,2434 g/cm ； Đây là nguyên tố ít dày đặc nhất, mềm nhất và dễ bay hơi nhất trong số các nguyên tố đất hiếm. Europium là kim loại hoạt động mạnh nhất trong số các nguyên tố đất hiếm: ở nhiệt độ phòng, nó ngay lập tức mất đi ánh kim loại trong không khí và nhanh chóng bị oxy hóa thành bột; Phản ứng dữ dội với nước lạnh để tạo ra khí hydro; Europium có thể phản ứng với boron, carbon, lưu huỳnh, phốt pho, hydro, nitơ, v.v.
Áp dụng Europium
Europium sulfate phát ra huỳnh quang màu đỏ dưới ánh sáng cực tím
Georges Urbain, một nhà hóa học xuất sắc trẻ tuổi, được thừa hưởng công cụ quang phổ của demar ç ay và thấy rằng một mẫu oxit yttri (III) pha tạp với Europium phát ra ánh sáng đỏ rất sáng vào năm 1906.
Một phốt pho bao gồm các bộ phát EU2+màu đỏ EU3+, màu xanh lá cây EU2+xanh, hoặc sự kết hợp của chúng, có thể chuyển đổi ánh sáng cực tím thành ánh sáng nhìn thấy. Những vật liệu này đóng một vai trò quan trọng trong các công cụ khác nhau trên khắp thế giới: màn hình tăng cường tia X, ống tia catốt hoặc màn hình plasma, cũng như đèn huỳnh quang tiết kiệm năng lượng gần đây và điốt phát sáng.
Tác dụng huỳnh quang của Europium hóa trị ba cũng có thể được cảm nhận bởi các phân tử thơm hữu cơ, và các phức hợp như vậy có thể được áp dụng trong các tình huống khác nhau đòi hỏi độ nhạy cao, chẳng hạn như mực và mã vạch chống giả.
Từ những năm 1980, Europium đã đóng vai trò hàng đầu trong phân tích dược phẩm sinh học rất nhạy cảm bằng phương pháp huỳnh quang lạnh được giải quyết theo thời gian. Trong hầu hết các bệnh viện và phòng thí nghiệm y tế, phân tích như vậy đã trở thành thói quen. Trong nghiên cứu về khoa học đời sống, bao gồm hình ảnh sinh học, các đầu dò sinh học huỳnh quang được làm từ Europium và các lanthanide khác là có mặt khắp nơi. May mắn thay, một kg Europium là đủ để hỗ trợ khoảng một tỷ phân tích - sau khi chính phủ Trung Quốc gần đây đã hạn chế xuất khẩu đất hiếm, các nước công nghiệp bị hoảng loạn bởi tình trạng thiếu hụt nguyên tố đất hiếm không phải lo lắng về các mối đe dọa tương tự đối với các ứng dụng đó.
Europium oxit được sử dụng làm phosphor phát xạ kích thích trong hệ thống chẩn đoán y tế tia X mới. Europium oxit cũng có thể được sử dụng để sản xuất ống kính màu và bộ lọc quang điện tử, cho các thiết bị lưu trữ bong bóng từ tính và trong vật liệu điều khiển, vật liệu che chắn và vật liệu cấu trúc của lò phản ứng nguyên tử. Bởi vì các nguyên tử của nó có thể hấp thụ nhiều neutron hơn bất kỳ nguyên tố nào khác, nó thường được sử dụng như một vật liệu để hấp thụ neutron trong các lò phản ứng nguyên tử.
Trong thế giới đang mở rộng ngày nay, ứng dụng Europium được phát hiện gần đây có thể có những tác động sâu sắc đến nông nghiệp. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nhựa pha tạp với Europium hóa trị và đồng không rõ ràng có thể chuyển đổi một cách hiệu quả phần tia cực tím của ánh sáng mặt trời thành ánh sáng nhìn thấy được. Quá trình này khá màu xanh lá cây (nó là màu sắc bổ sung của màu đỏ). Sử dụng loại nhựa này để xây dựng nhà kính có thể cho phép các nhà máy hấp thụ ánh sáng rõ ràng hơn và tăng năng suất cây trồng lên khoảng 10%.
Europium cũng có thể được áp dụng cho các chip bộ nhớ lượng tử, có thể lưu trữ thông tin một cách đáng tin cậy trong vài ngày một lần. Chúng có thể cho phép dữ liệu lượng tử nhạy cảm được lưu trữ trong một thiết bị tương tự như đĩa cứng và được vận chuyển trên toàn quốc.
Thời gian đăng: Tháng 6-27-2023