जादुई दुर्मिळ पृथ्वी घटक युरोपियम

युरोपियम, प्रतीक EU आहे, आणि अणु क्रमांक 63 आहे. लॅन्थेनाइडचा एक विशिष्ट सदस्य म्हणून, युरोपियममध्ये सामान्यत:+3 व्हॅलेन्स असते, परंतु ऑक्सिजन+2 व्हॅलेन्स देखील सामान्य आहे. +2 च्या व्हॅलेन्स स्टेटसह युरोपियमचे कमी संयुगे आहेत. इतर जड धातूंच्या तुलनेत, युरोपियमचे कोणतेही महत्त्वपूर्ण जैविक प्रभाव नाहीत आणि ते तुलनेने विषारी नसतात. युरोपियमचे बहुतेक अनुप्रयोग युरोपियम संयुगेचा फॉस्फोरसेंस प्रभाव वापरतात. युरोपियम हा विश्वातील सर्वात कमी विपुल घटकांपैकी एक आहे; विश्वामध्ये फक्त 5 आहेत × 10-8% पदार्थ युरोपियम आहे.

मोनाझाइटमध्ये युरोपियम अस्तित्त्वात आहे

युरोपियमचा शोध

ही कथा १ th व्या शतकाच्या शेवटी सुरू होते: त्यावेळी उत्कृष्ट शास्त्रज्ञांनी अणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रमचे विश्लेषण करून मेंडेलिव्हच्या नियतकालिक टेबलमधील उर्वरित रिक्त जागा पद्धतशीरपणे भरण्यास सुरवात केली. आजच्या दृष्टीने, हे काम कठीण नाही आणि एक पदवीधर विद्यार्थी ते पूर्ण करू शकतो; परंतु त्यावेळी, शास्त्रज्ञांकडे फक्त कमी सुस्पष्टता आणि नमुने असलेली साधने होती ज्यांना शुद्ध करणे कठीण होते. म्हणूनच, लॅन्थेनाइडच्या शोधाच्या संपूर्ण इतिहासात, सर्व “अर्ध” शोधक खोटे दावे करत राहिले आणि एकमेकांशी वाद घालत राहिले.

१858585 मध्ये सर विल्यम क्रोक्सने घटक 63 चा पहिला परंतु अगदी स्पष्ट सिग्नल शोधला: त्याने शोमरोअमच्या नमुन्यात एक विशिष्ट लाल वर्णक्रमीय रेषा (609 एनएम) पाहिली. 1892 ते 1893 दरम्यान, गॅलियम, शोमरोअम आणि डिसप्रोसियमचा शोधकर्ता, पॉल -माईल लेकोक डी बोईसबौडरन यांनी या बँडची पुष्टी केली आणि आणखी एक ग्रीन बँड (535 एनएम) शोधला.

पुढे, 1896 मध्ये, युग è ने अनटोल डेमारने धीराने शोमरोअम ऑक्साईड विभक्त केले आणि शोमरोअम आणि गॅडोलिनियम दरम्यान स्थित नवीन दुर्मिळ पृथ्वी घटकाच्या शोधाची पुष्टी केली. १ 190 ०१ मध्ये त्यांनी या घटकास यशस्वीरित्या विभक्त केले आणि शोध प्रवासाचा शेवट चिन्हांकित केला: “मला आशा आहे की या नवीन घटकाचे नाव युरोपीयम, ईयू प्रतीक आणि सुमारे १1१ च्या अणु वस्तुमानाने.”

इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन

इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन:

1 एस 2 2 एस 2 2 पी 6 3 एस 2 3 पी 6 4 एस 2 3 डी 10 4 पी 6 5 एस 2 4 डी 10 5 पी 66 एस 2 4 एफ 7

जरी युरोपियम सामान्यत: क्षुल्लक असला तरी, ते भितीदायक संयुगे तयार करण्यास प्रवृत्त आहे. ही घटना बहुतेक लॅन्थेनाइडद्वारे+3 व्हॅलेन्स संयुगे तयार करण्यापेक्षा भिन्न आहे. डिव्हॅलेंट युरोपियममध्ये 4 एफ 7 ची इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन आहे, कारण अर्ध भरलेल्या एफ शेल अधिक स्थिरता प्रदान करते आणि युरोपियम (II) आणि बेरियम (II) समान आहेत. डिव्हॅलेंट युरोपियम एक सौम्य कमी करणारा एजंट आहे जो युरोपियम (III) चे कंपाऊंड तयार करण्यासाठी हवेमध्ये ऑक्सिडाइझ करतो. अनॅरोबिक परिस्थितीत, विशेषत: हीटिंग परिस्थितीत, डिव्हॅलेंट युरोपियम पुरेसे स्थिर आहे आणि कॅल्शियम आणि इतर अल्कधर्मी पृथ्वी खनिजांमध्ये समाविष्ट केले जाऊ शकते. ही आयन एक्सचेंज प्रक्रिया “नकारात्मक युरोपियम विसंगती” चा आधार आहे, म्हणजे चोंड्राइटच्या विपुलतेच्या तुलनेत, मोनाझाइटसारख्या बर्‍याच लॅन्थेनाइड खनिजांमध्ये युरोपियमची सामग्री कमी असते. मोनाझाइटच्या तुलनेत, बस्टनेसाईट बर्‍याचदा कमी नकारात्मक युरोपियम विसंगती प्रदर्शित करते, म्हणून बस्टनासाइट देखील युरोपियमचा मुख्य स्त्रोत आहे.

युरोपियम धातू

युरोपियम एक लोह राखाडी धातू आहे ज्यामध्ये 822 डिग्री सेल्सियस वितळण्याचे बिंदू, 1597 डिग्री सेल्सियसचा उकळत्या बिंदू आणि 5.2434 ग्रॅम/सेमी ³ ची घनता ； ； हे दुर्मिळ पृथ्वी घटकांमधील सर्वात कमी दाट, मऊ आणि सर्वात अस्थिर घटक आहे. युरोपियम ही दुर्मिळ पृथ्वीवरील घटकांमधील सर्वात सक्रिय धातू आहे: खोलीच्या तपमानावर, ते ताबडतोब हवेमध्ये धातूची चमक गमावते आणि द्रुतगतीने पावडरमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाते; हायड्रोजन वायू निर्माण करण्यासाठी थंड पाण्याने हिंसक प्रतिक्रिया द्या; युरोपियम बोरॉन, कार्बन, सल्फर, फॉस्फरस, हायड्रोजन, नायट्रोजन इ. सह प्रतिक्रिया देऊ शकते.

युरोपियमचा अर्ज

युरोपियम सल्फेट अल्ट्राव्हायोलेट लाइट अंतर्गत लाल फ्लूरोसेंस उत्सर्जित करते

जॉर्जेस अर्बैन, एक तरुण थकबाकी रसायनशास्त्रज्ञ, डीमार ç आयचे स्पेक्ट्रोस्कोपी इन्स्ट्रुमेंट वारसा मिळाला आणि असे आढळले की यिट्रियम (III) ऑक्साईड नमुना युरोपियमसह डोप्टला 1906 मध्ये अतिशय चमकदार लाल दिवा उत्सर्जित झाला आहे. ही केवळ रेड लाईटचा वापर करण्यासाठी युरोपीयम फॉस्फोरसेंट मटेरियलच्या लांब प्रवासाची सुरूवात आहे.

लाल EU3+, ग्रीन टीबी 3+, आणि निळा ईयू 2+एमिटर किंवा त्यांचे संयोजन यांचा बनलेला फॉस्फर अल्ट्राव्हायोलेट लाइटला दृश्यमान प्रकाशात रूपांतरित करू शकतो. ही सामग्री जगभरातील विविध साधनांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते: एक्स-रे तीव्र पडदे, कॅथोड रे ट्यूब किंवा प्लाझ्मा स्क्रीन तसेच अलीकडील ऊर्जा-बचत फ्लोरोसेंट दिवे आणि हलके उत्सर्जक डायोड.

क्षुल्लक युरोपियमचा फ्लूरोसेंस इफेक्ट सेंद्रिय सुगंधित रेणूंनी देखील संवेदनशील केला जाऊ शकतो आणि अशा प्रकारच्या कॉम्प्लेक्स विविध परिस्थितींमध्ये लागू केल्या जाऊ शकतात ज्यांना उच्च संवेदनशीलता आवश्यक असते, जसे की विरोधी-विरोधी शाई आणि बारकोड.

१ 1980 s० च्या दशकापासून, युरोपियम वेळ-निराकरण झालेल्या कोल्ड फ्लूरोसेंस पद्धतीचा वापर करून अत्यंत संवेदनशील बायोफार्मास्युटिकल विश्लेषणामध्ये अग्रगण्य भूमिका बजावत आहे. बहुतेक रुग्णालये आणि वैद्यकीय प्रयोगशाळांमध्ये असे विश्लेषण नियमित झाले आहे. जीवशास्त्रीय इमेजिंगसह जीवन विज्ञानाच्या संशोधनात, युरोपियम आणि इतर लॅन्थेनाइडपासून बनविलेले फ्लूरोसंट जैविक प्रोब सर्वव्यापी आहेत. सुदैवाने, एक किलो युरोपियम अंदाजे एक अब्ज विश्लेषणास पाठिंबा देण्यासाठी पुरेसे आहे - चीन सरकारने अलीकडेच दुर्मिळ पृथ्वीवरील निर्यात प्रतिबंधित केल्यानंतर, दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या कमतरतेमुळे घाबरलेल्या औद्योगिक देशांना अशा अनुप्रयोगांच्या समान धोक्यांविषयी चिंता करण्याची गरज नाही.

युरोपियम ऑक्साईडचा वापर नवीन एक्स-रे वैद्यकीय निदान प्रणालीमध्ये उत्तेजित उत्सर्जन फॉस्फर म्हणून केला जातो. युरोपियम ऑक्साईडचा वापर रंगीत लेन्स आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक फिल्टर तयार करण्यासाठी, चुंबकीय बबल स्टोरेज उपकरणांसाठी आणि नियंत्रण सामग्रीमध्ये, शिल्डिंग सामग्री आणि अणु अणुभट्ट्यांच्या स्ट्रक्चरल सामग्रीसाठी देखील केला जाऊ शकतो. कारण त्याचे अणू इतर कोणत्याही घटकांपेक्षा अधिक न्यूट्रॉन शोषून घेऊ शकतात, हे सामान्यत: अणु अणुभट्ट्यांमध्ये न्यूट्रॉन शोषण्यासाठी सामग्री म्हणून वापरले जाते.

आजच्या वेगाने विस्तारित जगात, नुकताच युरोपियमच्या शोधलेल्या अर्जाचा शेतीवर खोलवर परिणाम होऊ शकतो. शास्त्रज्ञांना असे आढळले आहे की डिव्हॅलेंट युरोपियम आणि युनिव्हॅलंट तांबेसह डोप केलेले प्लास्टिक सूर्यप्रकाशाच्या अल्ट्राव्हायोलेट भागास कार्यक्षमतेने दृश्यमान प्रकाशात रूपांतरित करू शकते. ही प्रक्रिया बर्‍याच हिरव्या आहे (ती लाल रंगाचे पूरक रंग आहे). ग्रीनहाऊस तयार करण्यासाठी या प्रकारच्या प्लास्टिकचा वापर केल्याने वनस्पती अधिक दृश्यमान प्रकाश शोषून घेण्यास आणि पिकाचे उत्पादन अंदाजे 10%वाढवू शकतात.

युरोपियम क्वांटम मेमरी चिप्सवर देखील लागू केले जाऊ शकते, जे एका वेळी बर्‍याच दिवसांसाठी विश्वासार्हपणे माहिती संग्रहित करू शकते. हे संवेदनशील क्वांटम डेटा हार्ड डिस्क प्रमाणेच डिव्हाइसमध्ये संग्रहित करण्यास आणि देशभर पाठविण्यास सक्षम करू शकते.