Europio, il simbolo è Eu e il numero atomico è 63. Come membro tipico del lantanide, l'europio di solito ha valenza +3, ma è comune anche la valenza dell'ossigeno+2. Ci sono meno composti dell'europio con uno stato di valenza +2. Rispetto ad altri metalli pesanti, l’europio non ha effetti biologici significativi ed è relativamente non tossico. La maggior parte delle applicazioni dell'europio sfruttano l'effetto fosforescente dei composti dell'europio. L'europio è uno degli elementi meno abbondanti nell'universo; Ce ne sono solo circa 5 nell'universo × il 10-8% della sostanza è europio.
L'europio esiste nella monazite
La scoperta dell'Europio
La storia inizia alla fine del XIX secolo: a quel tempo, eccellenti scienziati iniziarono a riempire sistematicamente i restanti posti vacanti nella tavola periodica di Mendeleev analizzando lo spettro di emissione atomica. Dal punto di vista odierno, questo lavoro non è difficile e uno studente universitario può completarlo; Ma a quel tempo gli scienziati disponevano soltanto di strumenti poco precisi e di campioni difficili da purificare. Pertanto, in tutta la storia della scoperta del lantanide, tutti i “quasi” scopritori hanno continuato a fare false affermazioni e a discutere tra loro.
Nel 1885, Sir William Crookes scoprì il primo ma non molto chiaro segnale dell'elemento 63: osservò una specifica riga spettrale rossa (609 nm) in un campione di samario. Tra il 1892 e il 1893, lo scopritore del gallio, del samario e del disprosio, Paul émile LeCoq de Boisbaudran, confermò questa banda e scoprì un'altra banda verde (535 nm).
Successivamente, nel 1896, Eugène Anatole Demarç separò pazientemente l'ossido di samario e confermò la scoperta di un nuovo elemento delle terre rare situato tra il samario e il gadolinio. Separò con successo questo elemento nel 1901, segnando la fine del viaggio di scoperta: “Spero di chiamare questo nuovo elemento Europio, con il simbolo Eu e la massa atomica di circa 151”.
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Sebbene l'europio sia solitamente trivalente, tende a formare composti bivalenti. Questo fenomeno è diverso dalla formazione di composti di valenza +3 da parte della maggior parte dei lantanidi. L'europio bivalente ha una configurazione elettronica di 4f7, poiché il guscio f semiriempito fornisce maggiore stabilità, e l'europio (II) e il bario (II) sono simili. L'europio bivalente è un agente riducente delicato che si ossida nell'aria per formare un composto di europio (III). In condizioni anaerobiche, in particolare in condizioni di riscaldamento, l'europio bivalente è sufficientemente stabile e tende ad essere incorporato nel calcio e in altri minerali alcalino-terrosi. Questo processo di scambio ionico è alla base della “anomalia negativa dell’europio”, cioè, rispetto all’abbondanza di condrite, molti minerali lantanidi come la monazite hanno un basso contenuto di europio. Rispetto alla monazite, la bastnaesite spesso presenta meno anomalie negative dell'europio, quindi la bastnaesite è anche la principale fonte di europio.
L'europio è un metallo grigio ferro con un punto di fusione di 822 ° C, un punto di ebollizione di 1597 ° C e una densità di 5,2434 g/cm ³； È l'elemento meno denso, più morbido e più volatile tra gli elementi delle terre rare. L'europio è il metallo più attivo tra gli elementi delle terre rare: a temperatura ambiente perde immediatamente la sua lucentezza metallica nell'aria e si ossida rapidamente in polvere; Reagire violentemente con acqua fredda per generare gas idrogeno; L'europio può reagire con boro, carbonio, zolfo, fosforo, idrogeno, azoto, ecc.
Applicazione dell'Europio
Il solfato di europio emette fluorescenza rossa sotto la luce ultravioletta
Georges Urbain, un giovane chimico eccezionale, ereditò lo strumento spettroscopico di Demarçay e scoprì che un campione di ossido di ittrio (III) drogato con europio emetteva una luce rossa molto brillante nel 1906. Questo è l'inizio del lungo viaggio dei materiali fosforescenti dell'europio - utilizzato non solo per emettere luce rossa, ma anche luce blu, perché in questo intervallo rientra lo spettro di emissione dell'Eu2+.
Un fosforo composto da emettitori rosso Eu3+, verde Tb3+ e blu Eu2+, o una combinazione di essi, può convertire la luce ultravioletta in luce visibile. Questi materiali svolgono un ruolo importante in vari strumenti in tutto il mondo: schermi di intensificazione dei raggi X, tubi a raggi catodici o schermi al plasma, nonché recenti lampade fluorescenti a risparmio energetico e diodi emettitori di luce.
L'effetto di fluorescenza dell'europio trivalente può anche essere sensibilizzato da molecole aromatiche organiche e tali complessi possono essere applicati in varie situazioni che richiedono elevata sensibilità, come inchiostri anticontraffazione e codici a barre.
Dagli anni '80, l'europio ha svolto un ruolo di primo piano nelle analisi biofarmaceutiche altamente sensibili utilizzando il metodo della fluorescenza fredda risolta nel tempo. Nella maggior parte degli ospedali e dei laboratori medici, tali analisi sono diventate di routine. Nella ricerca delle scienze della vita, compresa l'imaging biologico, le sonde biologiche fluorescenti costituite da europio e altri lantanidi sono onnipresenti. Fortunatamente, un chilogrammo di europio è sufficiente per supportare circa un miliardo di analisi: dopo che il governo cinese ha recentemente limitato le esportazioni di terre rare, i paesi industrializzati, presi dal panico per la carenza di stoccaggio di elementi di terre rare, non devono preoccuparsi di minacce simili a tali applicazioni.
L'ossido di europio viene utilizzato come fosforo ad emissione stimolata nel nuovo sistema di diagnosi medica a raggi X. L'ossido di europio può anche essere utilizzato per produrre lenti colorate e filtri optoelettronici, per dispositivi di immagazzinamento di bolle magnetiche e in materiali di controllo, materiali di schermatura e materiali strutturali di reattori atomici. Poiché i suoi atomi possono assorbire più neutroni di qualsiasi altro elemento, è comunemente usato come materiale per assorbire neutroni nei reattori atomici.
Nel mondo di oggi in rapida espansione, l’applicazione dell’europio recentemente scoperta potrebbe avere profondi impatti sull’agricoltura. Gli scienziati hanno scoperto che la plastica drogata con europio bivalente e rame univalente può convertire efficacemente la parte ultravioletta della luce solare in luce visibile. Questo processo è piuttosto verde (sono i colori complementari del rosso). L’utilizzo di questo tipo di plastica per costruire una serra può consentire alle piante di assorbire più luce visibile e aumentare la resa dei raccolti di circa il 10%.
L’europio può essere applicato anche ai chip di memoria quantistica, che possono archiviare informazioni in modo affidabile per diversi giorni alla volta. Questi possono consentire di archiviare dati quantistici sensibili in un dispositivo simile a un disco rigido e di spedirli in tutto il paese.
Orario di pubblicazione: 27 giugno 2023