Կախարդական հազվագյուտ հողային տարր եվրոպիում

Եվրոպիում, խորհրդանիշը Eu է, իսկ ատոմային թիվը՝ 63։ Որպես լանտանիդի տիպիկ անդամ՝ եվրոպիումը սովորաբար ունի +3 վալենտություն, բայց թթվածին+2 վալենտությունը նույնպես տարածված է։ Եվրոպիումի միացություններն ավելի քիչ են՝ +2 վալենտային վիճակով։ Համեմատած այլ ծանր մետաղների հետ, եվրոպիումը չունի նշանակալի կենսաբանական ազդեցություն և համեմատաբար ոչ թունավոր է: Եվրոպիումի կիրառությունների մեծ մասը օգտագործում է եվրոպիումի միացությունների ֆոսֆորեսցենտային ազդեցությունը: Եվրոպիումը տիեզերքի ամենաքիչ առատ տարրերից մեկն է. Տիեզերքում կա ընդամենը մոտ 5 × նյութի 10-8%-ը եվրոպիում է:

Եվրոպիումը գոյություն ունի մոնազիտում

Եվրոպիումի բացահայտումը

Պատմությունը սկսվում է 19-րդ դարի վերջին. այդ ժամանակ հիանալի գիտնականները սկսեցին համակարգված կերպով լրացնել Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի մնացած թափուր տեղերը՝ վերլուծելով Ատոմային արտանետումների սպեկտրը։ Այսօրվա տեսանկյունից այս աշխատանքը դժվար չէ, և բակալավրիատի ուսանողը կարող է այն ավարտել. Սակայն այն ժամանակ գիտնականներն ունեին միայն ցածր ճշգրտությամբ գործիքներ և նմուշներ, որոնք դժվար էր մաքրել: Հետևաբար, Լանտանիդի հայտնաբերման ողջ պատմության ընթացքում բոլոր «քվազի» հայտնագործողները շարունակում էին կեղծ հայտարարություններ անել և վիճել միմյանց հետ:

1885 թվականին սըր Ուիլյամ Քրուքսը հայտնաբերեց 63 տարրի առաջին, բայց ոչ այնքան հստակ ազդանշանը. նա նկատեց հատուկ կարմիր սպեկտրային գիծ (609 նմ) սամարիումի նմուշում։ 1892-ից 1893 թվականներին գալիումի, սամարիումի և դիսպրոզիումի հայտնաբերող Փոլ Էմիլ Լեկոկ դե Բոյսբաուդրանը հաստատեց այս ժապավենը և հայտնաբերեց մեկ այլ կանաչ ժապավեն (535 նմ):

Հաջորդը, 1896 թվականին, Eug è ne Anatole Demar ç ay-ը համբերատար առանձնացրեց սամարիումի օքսիդը և հաստատեց նոր հազվագյուտ հողային տարրի հայտնաբերումը, որը գտնվում է սամարիումի և գադոլինիումի միջև: Նա հաջողությամբ առանձնացրեց այս տարրը 1901 թվականին՝ նշանավորելով հայտնաբերման ճանապարհորդության ավարտը. «Հուսով եմ, որ այս նոր տարրը կկոչեմ Եվրոպիում, Eu խորհրդանիշով և մոտ 151 ատոմային զանգվածով»։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Էլեկտրոնի կոնֆիգուրացիա.

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

Չնայած եվրոպիումը սովորաբար եռավալենտ է, այն հակված է երկվալենտ միացությունների ձևավորմանը։ Այս երեւույթը տարբերվում է լանտանիդների մեծ մասի կողմից +3 վալենտային միացությունների առաջացումից։ Երկվալենտ եվրոպիումը ունի 4f7 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա, քանի որ կիսալիցքավորված f թաղանթը ապահովում է ավելի կայունություն, և եվրոպիումը (II) և բարիումը (II) նման են: Երկվալենտ եվրոպիումը մեղմ վերականգնող նյութ է, որը օքսիդանում է օդում՝ առաջացնելով եվրոպիումի միացություն (III): Անաէրոբ պայմաններում, հատկապես ջեռուցման պայմաններում, երկվալենտ եվրոպիումը բավականաչափ կայուն է և հակված է ներառվել կալցիումի և հողալկալիական այլ հանքանյութերի մեջ: Այս իոնափոխանակման գործընթացը «եվրոպիումի բացասական անոմալիայի» հիմքն է, այսինքն՝ համեմատած քոնդրիտի առատության հետ, շատ լանտանիդային հանքանյութեր, ինչպիսին է մոնազիտը, ունեն ցածր եվրոպիումի պարունակություն: Մոնազիտի համեմատ, բաստնաեզիտը հաճախ ավելի քիչ բացասական եվրոպիումի անոմալիաներ է ցուցադրում, ուստի բաստնաեզիտը նաև եվրոպիումի հիմնական աղբյուրն է:

Եվրոպիում մետաղ

Եվրոպիումը երկաթյա մոխրագույն մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը 822 ° C, եռման ջերմաստիճանը 1597 ° C և խտությունը 5,2434 գ/սմ³: Այն հազվագյուտ հողային տարրերի մեջ ամենաքիչ խիտ, ամենափափուկ և ամենացնդող տարրն է: Եվրոպիումը հազվագյուտ հողային տարրերի մեջ ամենաակտիվ մետաղն է. սենյակային ջերմաստիճանում այն ​​անմիջապես կորցնում է իր մետաղական փայլը օդում և արագ օքսիդանում է փոշու: Բռնի կերպով արձագանքեք սառը ջրով ջրածնի գազ առաջացնելու համար; Եվրոպիումը կարող է արձագանքել բորի, ածխածնի, ծծմբի, ֆոսֆորի, ջրածնի, ազոտի և այլնի հետ։

Europium-ի կիրառում

Եվրոպիումի սուլֆատը ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո արձակում է կարմիր ֆլուորեսցենտ

Ժորժ Ուրբենը, երիտասարդ նշանավոր քիմիկոսը, ժառանգել է Դեմար ç ay-ի սպեկտրոսկոպիայի գործիքը և պարզել, որ իտրիումի (III) օքսիդի նմուշը, որը հագեցած է եվրոպիումով, արձակել է շատ վառ կարմիր լույս 1906 թվականին: Սա եվրոպիումի ֆոսֆորեսցենտ նյութերի երկար ճանապարհորդության սկիզբն է. օգտագործվում է ոչ միայն կարմիր լույս արձակելու համար, այլև կապույտ լույս, քանի որ արտանետումների սպեկտրը Eu2+-ն ընկնում է այս տիրույթում:

Կարմիր Eu3+, կանաչ Tb3+ և կապույտ Eu2+ արտանետողներից կազմված ֆոսֆորը կամ դրանց համակցությունը կարող է ուլտրամանուշակագույն լույսը վերածել տեսանելի լույսի։ Այս նյութերը կարևոր դեր են խաղում աշխարհի տարբեր գործիքներում՝ ռենտգեն ուժեղացնող էկրաններ, կաթոդային ճառագայթների խողովակներ կամ պլազմային էկրաններ, ինչպես նաև վերջերս էներգախնայող լյումինեսցենտային լամպեր և լուսադիոդներ:

Եռավալենտ եվրոպիումի ֆլյուորեսցենտային էֆեկտը կարող է նաև զգայուն լինել օրգանական անուշաբույր մոլեկուլների միջոցով, և նման բարդույթները կարող են կիրառվել տարբեր իրավիճակներում, որոնք պահանջում են բարձր զգայունություն, ինչպիսիք են հակակեղծման թանաքները և շտրիխ կոդերը:

1980-ականներից ի վեր եվրոպիումը առաջատար դեր է խաղում բարձր զգայուն կենսադեղագործական վերլուծության մեջ՝ օգտագործելով ժամանակի լուծվող սառը ֆլուորեսցենտային մեթոդը: Հիվանդանոցների և բժշկական լաբորատորիաների մեծ մասում նման վերլուծությունները սովորական են դարձել: Կյանքի գիտության, ներառյալ կենսաբանական պատկերների հետազոտության մեջ, ամենուր տարածված են եվրոպիումից և այլ լանթանիդից պատրաստված լյումինեսցենտ կենսաբանական զոնդեր: Բարեբախտաբար, մեկ կիլոգրամ եվրոպիումը բավարար է մոտավորապես մեկ միլիարդ անալիզներ ապահովելու համար. այն բանից հետո, երբ Չինաստանի կառավարությունը վերջերս սահմանափակեց հազվագյուտ հողերի արտահանումը, հազվագյուտ հողային տարրերի պահեստավորման պակասից խուճապի մատնված արդյունաբերական երկրները չպետք է անհանգստանան նման կիրառությունների նմանատիպ սպառնալիքներից:

Եվրոպիումի օքսիդը օգտագործվում է որպես խթանված արտանետվող ֆոսֆոր ռենտգեն բժշկական ախտորոշման նոր համակարգում: Եվրոպիումի օքսիդը կարող է օգտագործվել նաև գունավոր ոսպնյակների և օպտոէլեկտրոնային ֆիլտրերի, մագնիսական պղպջակների պահպանման սարքերի, ինչպես նաև ատոմային ռեակտորների հսկիչ նյութերի, պաշտպանիչ նյութերի և կառուցվածքային նյութերի արտադրության համար: Քանի որ նրա ատոմները կարող են ավելի շատ նեյտրոններ կլանել, քան ցանկացած այլ տարր, այն սովորաբար օգտագործվում է որպես ատոմային ռեակտորներում նեյտրոնների կլանման նյութ։

Ժամանակակից արագ ընդլայնվող աշխարհում եվրոպիումի վերջերս հայտնաբերված կիրառումը կարող է մեծ ազդեցություն ունենալ գյուղատնտեսության վրա: Գիտնականները պարզել են, որ երկվալենտ եվրոպիումով և միարժեք պղնձով հագեցած պլաստմասսաները կարող են արդյունավետ կերպով վերածել արևի ուլտրամանուշակագույն մասը տեսանելի լույսի: Այս գործընթացը բավականին կանաչ է (դա կարմիրի լրացուցիչ գույներն են): Այս տեսակի պլաստիկի օգտագործումը ջերմոց կառուցելու համար կարող է բույսերին թույլ տալ ավելի շատ տեսանելի լույս կլանել և մոտ 10%-ով ավելացնել բերքատվությունը:

Europium-ը կարող է կիրառվել նաև քվանտային հիշողության չիպերի վրա, որոնք կարող են հուսալիորեն պահել տեղեկատվությունը մի քանի օրվա ընթացքում: Դրանք կարող են թույլ տալ, որ զգայուն քվանտային տվյալները պահվեն կոշտ սկավառակի նման սարքում և առաքվեն ամբողջ երկրում: