Europio, el símbolo es la UE, y el número atómico es 63. Como miembro típico del lantánido, Europium generalmente tiene+3 valencia, pero la valencia de oxígeno+2 también es común. Hay menos compuestos de europio con un estado de valencia de+2. En comparación con otros metales pesados, Europium no tiene efectos biológicos significativos y es relativamente no tóxico. La mayoría de las aplicaciones de Europium utilizan el efecto de fosforescencia de los compuestos de europio. Europium es uno de los elementos menos abundantes del universo; Solo hay alrededor de 5 en el universo × 10-8% de la sustancia es Europium.
Europium existe en monazita
El descubrimiento de Europium
La historia comienza a fines del siglo XIX: en ese momento, los excelentes científicos comenzaron a llenar sistemáticamente las vacantes restantes en la tabla periódica de Mendeleev analizando el espectro de emisión atómica. En opinión de hoy, este trabajo no es difícil, y un estudiante de pregrado puede completarlo; Pero en ese momento, los científicos solo tenían instrumentos con baja precisión y muestras que eran difíciles de purificar. Por lo tanto, en toda la historia del descubrimiento de lantánido, todos los descubridores "cuasi" seguían haciendo falsas afirmaciones y discutiendo entre sí.
En 1885, Sir William Crookes descubrió la primera pero no muy clara señal del elemento 63: observó una línea espectral roja específica (609 nm) en una muestra de samario. Entre 1892 y 1893, el descubridor de Galium, Samario y el dispresio, Paul É Mile Lecoq de Boisbaudran, confirmó esta banda y descubrió otra banda verde (535 nm).
A continuación, en 1896, Eug è ne anatole demar, separó pacientemente el óxido de samario y confirmó el descubrimiento de un nuevo elemento de tierras raras ubicadas entre samario y gadolinio. Se separó con éxito en este elemento en 1901, marcando el final del viaje de descubrimiento: "Espero nombrar este nuevo elemento Europium, con el símbolo de la UE y la masa atómica de aproximadamente 151".
Configuración de electrones
Configuración de electrones:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F7
Aunque Europium suele ser trivalente, es propenso a formar compuestos divalentes. Este fenómeno es diferente de la formación de compuestos de valencia+3 por la mayoría de los lantánidos. Europium divalente tiene una configuración electrónica de 4F7, ya que el shell F semi relleno proporciona más estabilidad, y el europio (II) y el bario (II) son similares. El europio divalente es un agente reductor leve que oxida en el aire para formar un compuesto de europio (III). En condiciones anaeróbicas, especialmente las condiciones de calentamiento, el europio divalente es lo suficientemente estable y tiende a incorporarse en el calcio y otros minerales de tierra alcalina. Este proceso de intercambio iónico es la base de la "anomalía negativa de Europium", es decir, en comparación con la abundancia de condrita, muchos minerales de lantánidos como la monazita tienen un bajo contenido de europio. En comparación con la monazita, la bastnaesita a menudo exhibe menos anomalías negativas de europio, por lo que la bastnaesita es también la principal fuente de europio.
Europium es un metal gris de hierro con un punto de fusión de 822 ° C, un punto de ebullición de 1597 ° C y una densidad de 5.2434 g/cm ³ ； Es el elemento menos denso, más suave y más volátil entre elementos de tierras raras. Europium es el metal más activo entre los elementos de tierras raras: a temperatura ambiente, pierde inmediatamente su brillo metálico en el aire y se oxida rápidamente en polvo; Reaccionar violentamente con agua fría para generar gas de hidrógeno; Europium puede reaccionar con boro, carbono, azufre, fósforo, hidrógeno, nitrógeno, etc.
Aplicación de Europium
El sulfato de europio emite fluorescencia roja bajo luz ultravioleta
Georges Urbain, un joven químico sobresaliente, heredó el instrumento de espectroscopía de demar y descubrió que una muestra de óxido de itrio (III) dopada con europium emitida de luz roja muy brillante en 1906. Este es el comienzo del largo viaje de los materiales fosforescentes de Europio, no solo se usa para emisión de luz roja, sino también la luz azul, debido a la especie emisión de Eu2.
Un fósforo compuesto por emisores rojo de Eu3+, Tb3+verde y azul EU2+, o una combinación de ellos, puede convertir la luz ultravioleta en luz visible. Estos materiales juegan un papel importante en varios instrumentos de todo el mundo: pantallas de intensificación de rayos X, tubos de rayos cátodos o pantallas de plasma, así como lámparas fluorescentes recientes que ahorran energía y diodos emisores de luz.
El efecto de fluorescencia del europio trivalente también puede sensibilizarse mediante moléculas aromáticas orgánicas, y tales complejos pueden aplicarse en diversas situaciones que requieren alta sensibilidad, como tintas y códigos de barras anti-que fragantes.
Desde la década de 1980, Europium ha desempeñado un papel principal en el análisis biofarmacéutico altamente sensible utilizando el método de fluorescencia fría resuelto en el tiempo. En la mayoría de los hospitales y laboratorios médicos, dicho análisis se ha convertido en rutina. En la investigación de la ciencia de la vida, incluidas las imágenes biológicas, las sondas biológicas fluorescentes hechas de europio y otros lantánidos son ubicuas. Afortunadamente, un kilogramo de Europium es suficiente para apoyar aproximadamente mil millones de análisis: después de que el gobierno chino recientemente restringió las exportaciones de tierras raras, los países industrializados entran en pánico por la escasez de almacenamiento de elementos raros no tienen que preocuparse por amenazas similares a tales aplicaciones.
El óxido de europio se usa como fósforo de emisión estimulada en el nuevo sistema de diagnóstico médico de rayos X. El óxido de europio también se puede utilizar para fabricar lentes de colores y filtros optoelectrónicos, para dispositivos de almacenamiento de burbujas magnéticas y en materiales de control, materiales de protección y materiales estructurales de reactores atómicos. Debido a que sus átomos pueden absorber más neutrones que cualquier otro elemento, se usa comúnmente como material para absorber neutrones en reactores atómicos.
En el mundo en rápida expansión actual, la aplicación recientemente descubierta de Europium puede tener profundos impactos en la agricultura. Los científicos han descubierto que los plásticos dopados con europio divalente y cobre univalente pueden convertir eficientemente la parte ultravioleta de la luz solar en luz visible. Este proceso es bastante verde (son los colores complementarios del rojo). El uso de este tipo de plástico para construir un invernadero puede permitir a las plantas absorber más luz visible y aumentar los rendimientos de los cultivos en aproximadamente un 10%.
Europium también se puede aplicar a chips de memoria cuántica, que puede almacenar de manera confiable la información durante varios días a la vez. Estos pueden permitir que los datos cuánticos confidenciales se almacenen en un dispositivo similar a un disco duro y se envíen en todo el país.
Tiempo de publicación: junio 27-2023