Европијум, симбол је Eu, а атомски број је 63. Као типичан члан лантанида, европијум обично има валенцу +3, али је честа и валенца кисеоника +2. Постоји мање једињења европијума са валентним стањем +2. У поређењу са другим тешким металима, европијум нема значајне биолошке ефекте и релативно је нетоксичан. Већина примена европијума користи ефекат фосфоресценције једињења европијума. Европијум је један од најмање заступљених елемената у универзуму; у универзуму постоји само око 5 × 10⁻⁶% супстанце.
Европијум се налази у монацитима
Откриће европијума
Прича почиње крајем 19. века: у то време, одлични научници су почели систематски да попуњавају преостала празнина у Мендељејевљевом периодном систему анализирајући атомски емисиони спектар. Са данашњег становишта, овај посао није тежак и може га завршити и студент основних студија; али у то време, научници су имали само инструменте са ниском прецизношћу и узорке које је било тешко пречистити. Стога су, током целе историје открића лантанида, сви „квази“ проналазачи стално износили лажне тврдње и међусобно се свађали.
Године 1885, сер Вилијам Крукс је открио први, али не баш јасан сигнал елемента 63: посматрао је специфичну црвену спектралну линију (609 nm) у узорку самаријума. Између 1892. и 1893. године, проналазач галијума, самаријума и диспрозијума, Пол емил Лекок де Боабодран, потврдио је ову траку и открио још једну зелену траку (535 nm).
Затим, 1896. године, Еуген Анатол Демар је стрпљиво одвојио самаријум оксид и потврдио откриће новог реткоземног елемента који се налази између самаријума и гадолинијума. Успешно је одвојио овај елемент 1901. године, означивши крај путовања открића: „Надам се да ћу овај нови елемент назвати европијум, са симболом Eu и атомском масом од око 151.“
Електронска конфигурација
Електронска конфигурација:
1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д10 4п6 5с2 4д10 5п66с2 4ф7
Иако је европијум обично тровалентни, склон је формирању двовалентних једињења. Ова појава се разликује од формирања једињења са +3 валентношћу код већине лантанида. Двовалентни европијум има електронску конфигурацију 4f7, јер полупопуњена f љуска пружа већу стабилност, а европијум (II) и баријум (II) су слични. Двовалентни европијум је благо редукционо средство које оксидује на ваздуху и формира једињење европијума (III). У анаеробним условима, посебно условима загревања, двовалентни европијум је довољно стабилан и тежи да се угради у калцијум и друге земноалкалне минерале. Овај процес јонске размене је основа „негативне аномалије европијума“, односно, у поређењу са обиљем хондрита, многи минерали лантанида, попут монацита, имају низак садржај европијума. У поређењу са монацитом, бастнезит често показује мање негативних аномалија европијума, па је бастнезит такође главни извор европијума.
Европијум је метал сиве боје гвожђа са тачком топљења од 822 °C, тачком кључања од 1597 °C и густином од 5,2434 g/cm³; то је најмање густ, најмекши и најиспарљивији елемент међу реткоземним елементима. Европијум је најактивнији метал међу реткоземним елементима: на собној температури, одмах губи свој метални сјај на ваздуху и брзо оксидује у прах; бурно реагује са хладном водом стварајући водоник; Европијум може реаговати са бором, угљеником, сумпором, фосфором, водоником, азотом итд.
Примена европијума
Европијум сулфат емитује црвену флуоресценцију под ултраљубичастим светлом
Жорж Урбен, млади изванредни хемичар, наследио је Демарсејев спектроскопски инструмент и открио да узорак итријум(III) оксида допиран европијумом емитује веома јарку црвену светлост 1906. године. Ово је почетак дугог путовања фосфоресцентних материјала европијума – који се не користе само за емитовање црвене светлости, већ и плаве светлости, јер се спектар емисије Eu2+ налази у овом опсегу.
Фосфор састављен од црвених Eu3+, зелених Tb3+ и плавих Eu2+ емитера, или њихове комбинације, може претворити ултраљубичасту светлост у видљиву светлост. Ови материјали играју важну улогу у разним инструментима широм света: екранима за појачавање X-зрака, катодним цевима или плазма екранима, као и новијим флуоресцентним лампама и светлосним диодама које штеде енергију.
Флуоресцентни ефекат тровалентног европијума може бити сензибилизован органским ароматичним молекулима, а такви комплекси се могу применити у различитим ситуацијама које захтевају високу осетљивост, као што су боје против фалсификовања и баркодови.
Од 1980-их, европијум игра водећу улогу у високо осетљивим биофармацеутским анализама коришћењем временски разрешене методе хладне флуоресценције. У већини болница и медицинских лабораторија, таква анализа је постала рутинска. У истраживањима наука о животу, укључујући биолошко снимање, флуоресцентне биолошке сонде направљене од европијума и других лантанида су свеприсутне. Срећом, један килограм европијума је довољан да подржи приближно милијарду анализа – након што је кинеска влада недавно ограничила извоз ретких земних елемената, индустријализоване земље у паници због несташице складишта ретких земних елемената не морају да брину о сличним претњама таквим применама.
Европијум оксид се користи као фосфор са стимулисаном емисијом у новом рендгенском медицинском дијагностичком систему. Европијум оксид се такође може користити за производњу обојених сочива и оптоелектронских филтера, за уређаје за складиштење магнетних мехурића, као и у контролним материјалима, заштитним материјалима и структурним материјалима атомских реактора. Пошто његови атоми могу да апсорбују више неутрона него било који други елемент, често се користи као материјал за апсорпцију неутрона у атомским реакторима.
У данашњем брзо растућем свету, недавно откривена примена европијума може имати дубок утицај на пољопривреду. Научници су открили да пластика допирана двовалентним европијумом и једновалентним бакром може ефикасно претворити ултраљубичасти део сунчеве светлости у видљиву светлост. Овај процес је прилично зелен (то је комплементарна боја црвене). Коришћење ове врсте пластике за изградњу стакленика може омогућити биљкама да апсорбују више видљиве светлости и повећају приносе усева за приближно 10%.
Европијум се такође може применити на квантне меморијске чипове, који могу поуздано чувати информације неколико дана у континуитету. Ово може омогућити чување осетљивих квантних података у уређају сличном тврдом диску и њихову испоруку широм земље.
Време објаве: 27. јун 2023.