जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व यूरोपियम

युरोपियम, प्रतीक Eu है, और परमाणु क्रमांक 63 है। लैंथेनाइड के एक विशिष्ट सदस्य के रूप में, युरोपियम में आमतौर पर +3 संयोजकता होती है, लेकिन ऑक्सीजन+2 संयोजकता भी सामान्य है। +2 की संयोजकता अवस्था वाले युरोपियम के यौगिक कम हैं। अन्य भारी धातुओं की तुलना में, युरोपियम का कोई महत्वपूर्ण जैविक प्रभाव नहीं है और यह अपेक्षाकृत गैर विषैला है। यूरोपियम के अधिकांश अनुप्रयोग यूरोपियम यौगिकों के फॉस्फोरेसेंस प्रभाव का उपयोग करते हैं। यूरोपियम ब्रह्मांड में सबसे कम प्रचुर तत्वों में से एक है; ब्रह्माण्ड में लगभग 5 ही हैं × 10-8% पदार्थ युरोपियम है।

मोनाजाइट में युरोपियम पाया जाता है

यूरोपियम की खोज

कहानी 19वीं शताब्दी के अंत से शुरू होती है: उस समय, उत्कृष्ट वैज्ञानिकों ने परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करके मेंडेलीव की आवर्त सारणी में शेष रिक्तियों को व्यवस्थित रूप से भरना शुरू कर दिया था। आज की दृष्टि में यह कार्य कठिन नहीं है और इसे स्नातक का विद्यार्थी भी पूरा कर सकता है; लेकिन उस समय, वैज्ञानिकों के पास केवल कम परिशुद्धता वाले उपकरण और नमूने थे जिन्हें शुद्ध करना मुश्किल था। इसलिए, लैंथेनाइड की खोज के पूरे इतिहास में, सभी "अर्ध" खोजकर्ता झूठे दावे करते रहे और एक-दूसरे से बहस करते रहे।

1885 में, सर विलियम क्रूक्स ने तत्व 63 का पहला लेकिन बहुत स्पष्ट संकेत नहीं खोजा: उन्होंने समैरियम नमूने में एक विशिष्ट लाल वर्णक्रमीय रेखा (609 एनएम) देखी। 1892 और 1893 के बीच, गैलियम, समैरियम और डिस्प्रोसियम के खोजकर्ता, पॉल ए माइल लेकोक डी बोइसबौड्रन ने इस बैंड की पुष्टि की और एक और ग्रीन बैंड (535 एनएम) की खोज की।

इसके बाद, 1896 में, युग ई अनातोले डेमर ने धैर्यपूर्वक समैरियम ऑक्साइड को अलग किया और समैरियम और गैडोलीनियम के बीच स्थित एक नए दुर्लभ पृथ्वी तत्व की खोज की पुष्टि की। उन्होंने 1901 में इस तत्व को सफलतापूर्वक अलग कर दिया, जिससे खोज यात्रा का अंत हुआ: "मुझे आशा है कि मैं इस नए तत्व का नाम यूरोपियम रखूंगा, जिसका प्रतीक ईयू और परमाणु द्रव्यमान लगभग 151 होगा।"

इलेक्ट्रॉन विन्यास

इलेक्ट्रॉन विन्यास:

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

यद्यपि युरोपियम आमतौर पर त्रिसंयोजक होता है, फिर भी इसमें द्विसंयोजक यौगिक बनने की संभावना होती है। यह घटना अधिकांश लैंथेनाइड द्वारा +3 संयोजकता यौगिकों के निर्माण से भिन्न है। डाइवैलेंट यूरोपियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 4f7 है, क्योंकि अर्ध भरा हुआ एफ शेल अधिक स्थिरता प्रदान करता है, और यूरोपियम (II) और बेरियम (II) समान हैं। डाइवेलेंट युरोपियम एक हल्का अपचायक एजेंट है जो हवा में ऑक्सीकरण करके युरोपियम (III) का एक यौगिक बनाता है। अवायवीय परिस्थितियों में, विशेष रूप से हीटिंग स्थितियों में, डाइवेलेंट युरोपियम पर्याप्त रूप से स्थिर होता है और कैल्शियम और अन्य क्षारीय पृथ्वी खनिजों में शामिल हो जाता है। यह आयन विनिमय प्रक्रिया "नकारात्मक यूरोपियम विसंगति" का आधार है, अर्थात, चोंड्राइट की प्रचुरता की तुलना में, मोनाजाइट जैसे कई लैंथेनाइड खनिजों में यूरोपियम की मात्रा कम होती है। मोनाज़ाइट की तुलना में, बास्टनेसाइट अक्सर कम नकारात्मक यूरोपियम विसंगतियाँ प्रदर्शित करता है, इसलिए बास्टनेसाइट भी यूरोपियम का मुख्य स्रोत है।

युरोपियम धातु

यूरोपियम एक लौह धूसर धातु है जिसका गलनांक 822 डिग्री सेल्सियस, क्वथनांक 1597 डिग्री सेल्सियस और घनत्व 5.2434 ग्राम/सेमी ³； है। यह दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में सबसे कम घना, सबसे नरम और सबसे अस्थिर तत्व है। यूरोपियम दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में सबसे सक्रिय धातु है: कमरे के तापमान पर, यह तुरंत हवा में अपनी धात्विक चमक खो देता है और जल्दी से पाउडर में ऑक्सीकरण हो जाता है; हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करने के लिए ठंडे पानी के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करें; यूरोपियम बोरॉन, कार्बन, सल्फर, फॉस्फोरस, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन आदि के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।

युरोपियम का अनुप्रयोग

यूरोपियम सल्फेट पराबैंगनी प्रकाश के तहत लाल प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करता है

जॉर्जेस उर्बेन, एक युवा उत्कृष्ट रसायनज्ञ, को डेमार सी एय का स्पेक्ट्रोस्कोपी उपकरण विरासत में मिला और उन्होंने पाया कि 1906 में युरोपियम के साथ डोप किया गया एक येट्रियम (III) ऑक्साइड नमूना बहुत उज्ज्वल लाल रोशनी उत्सर्जित करता है। यह युरोपियम फॉस्फोरसेंट सामग्री की लंबी यात्रा की शुरुआत है - इसका उपयोग न केवल लाल रोशनी, बल्कि नीली रोशनी भी उत्सर्जित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि Eu2+ का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम इस सीमा के भीतर आता है।

लाल Eu3+, हरे Tb3+ और नीले Eu2+ उत्सर्जकों या उनके संयोजन से बना फॉस्फोर, पराबैंगनी प्रकाश को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है। ये सामग्रियां दुनिया भर के विभिन्न उपकरणों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं: एक्स-रे गहनता स्क्रीन, कैथोड रे ट्यूब या प्लाज्मा स्क्रीन, साथ ही हाल ही में ऊर्जा-बचत करने वाले फ्लोरोसेंट लैंप और प्रकाश उत्सर्जक डायोड।

त्रिसंयोजक युरोपियम के प्रतिदीप्ति प्रभाव को कार्बनिक सुगंधित अणुओं द्वारा भी संवेदनशील बनाया जा सकता है, और ऐसे परिसरों को विभिन्न स्थितियों में लागू किया जा सकता है जिनके लिए उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है, जैसे कि विरोधी जालसाजी स्याही और बारकोड।

1980 के दशक से, युरोपियम समय-समाधान वाली शीत प्रतिदीप्ति विधि का उपयोग करके अत्यधिक संवेदनशील बायोफार्मास्युटिकल विश्लेषण में अग्रणी भूमिका निभा रहा है। अधिकांश अस्पतालों और चिकित्सा प्रयोगशालाओं में, ऐसा विश्लेषण नियमित हो गया है। जैविक इमेजिंग सहित जीवन विज्ञान के अनुसंधान में, यूरोपियम और अन्य लैंथेनाइड से बने फ्लोरोसेंट जैविक जांच सर्वव्यापी हैं। सौभाग्य से, एक किलोग्राम यूरोपियम लगभग एक अरब विश्लेषणों का समर्थन करने के लिए पर्याप्त है - चीनी सरकार द्वारा हाल ही में दुर्लभ पृथ्वी के निर्यात को प्रतिबंधित करने के बाद, दुर्लभ पृथ्वी तत्व भंडारण की कमी से घबराए औद्योगिक देशों को ऐसे अनुप्रयोगों के लिए इसी तरह के खतरों के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है।

यूरोपियम ऑक्साइड का उपयोग नई एक्स-रे चिकित्सा निदान प्रणाली में उत्तेजित उत्सर्जन फॉस्फोर के रूप में किया जाता है। यूरोपियम ऑक्साइड का उपयोग रंगीन लेंस और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक फिल्टर के निर्माण के लिए, चुंबकीय बुलबुला भंडारण उपकरणों के लिए, और नियंत्रण सामग्री, परिरक्षण सामग्री और परमाणु रिएक्टरों की संरचनात्मक सामग्री में भी किया जा सकता है। क्योंकि इसके परमाणु किसी भी अन्य तत्व की तुलना में अधिक न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकते हैं, इसका उपयोग आमतौर पर परमाणु रिएक्टरों में न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए एक सामग्री के रूप में किया जाता है।

आज की तेजी से बढ़ती दुनिया में, यूरोपियम के हाल ही में खोजे गए अनुप्रयोग का कृषि पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि डाइवैलेंट युरोपियम और यूनीवैलेंट कॉपर से युक्त प्लास्टिक सूर्य के प्रकाश के पराबैंगनी भाग को दृश्य प्रकाश में कुशलतापूर्वक परिवर्तित कर सकता है। यह प्रक्रिया काफी हरी है (यह लाल रंग का पूरक रंग है)। ग्रीनहाउस बनाने के लिए इस प्रकार के प्लास्टिक का उपयोग करने से पौधे अधिक दृश्य प्रकाश को अवशोषित कर सकते हैं और फसल की पैदावार लगभग 10% तक बढ़ा सकते हैं।

यूरोपियम को क्वांटम मेमोरी चिप्स पर भी लागू किया जा सकता है, जो एक समय में कई दिनों तक जानकारी को विश्वसनीय रूप से संग्रहीत कर सकता है। ये संवेदनशील क्वांटम डेटा को हार्ड डिस्क के समान डिवाइस में संग्रहीत करने और देश भर में भेजने में सक्षम बना सकते हैं।