જાદુઈ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ યુરોપીયમ

યુરોપીયમ, પ્રતીક Eu છે, અને અણુ ક્રમાંક 63 છે. લેન્થેનાઇડના લાક્ષણિક સભ્ય તરીકે, યુરોપિયમમાં સામાન્ય રીતે+3 સંયોજકતા હોય છે, પરંતુ ઓક્સિજન+2 સંયોજકતા પણ સામાન્ય છે. +2 ની વેલેન્સ સ્થિતિ સાથે યુરોપિયમના ઓછા સંયોજનો છે. અન્ય ભારે ધાતુઓની તુલનામાં, યુરોપિયમમાં કોઈ નોંધપાત્ર જૈવિક અસરો નથી અને તે પ્રમાણમાં બિન-ઝેરી છે. યુરોપીયમના મોટા ભાગના ઉપયોગો યુરોપીયમ સંયોજનોની ફોસ્ફોરેસેન્સ અસરનો ઉપયોગ કરે છે. યુરોપિયમ એ બ્રહ્માંડમાં સૌથી ઓછા વિપુલ તત્વોમાંનું એક છે; બ્રહ્માંડમાં માત્ર 5 જ છે × 10-8% પદાર્થ યુરોપિયમ છે.

યુરોપીયમ મોનાઝાઇટમાં છે

યુરોપિયમની શોધ

વાર્તા 19મી સદીના અંતમાં શરૂ થાય છે: તે સમયે, ઉત્તમ વૈજ્ઞાનિકોએ અણુ ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમનું વિશ્લેષણ કરીને મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકમાં બાકીની ખાલી જગ્યાઓ પદ્ધતિસર ભરવાનું શરૂ કર્યું. આજની દૃષ્ટિએ, આ કામ મુશ્કેલ નથી, અને અંડરગ્રેજ્યુએટ વિદ્યાર્થી તેને પૂર્ણ કરી શકે છે; પરંતુ તે સમયે, વૈજ્ઞાનિકો પાસે માત્ર ઓછી ચોકસાઇવાળા સાધનો અને નમૂનાઓ હતા જે શુદ્ધ કરવા મુશ્કેલ હતા. તેથી, લેન્થેનાઇડની શોધના સમગ્ર ઇતિહાસમાં, બધા "અર્ધ" શોધકર્તાઓએ ખોટા દાવા કર્યા અને એકબીજા સાથે દલીલો કરી.

1885 માં, સર વિલિયમ ક્રૂક્સે તત્વ 63 નું પ્રથમ પરંતુ ખૂબ જ સ્પષ્ટ સંકેત શોધી કાઢ્યું: તેમણે સમેરિયમ નમૂનામાં ચોક્કસ લાલ વર્ણપટ રેખા (609 nm) અવલોકન કર્યું. 1892 અને 1893 ની વચ્ચે, ગેલિયમ, સમેરિયમ અને ડિસપ્રોસિયમના શોધક, પૌલ એ માઇલ લેકોક ડી બોઇસબૌડ્રન, આ બેન્ડની પુષ્ટિ કરી અને અન્ય ગ્રીન બેન્ડ (535 એનએમ) શોધ્યું.

આગળ, 1896માં, Eug è ne Anatole Demar ç ay એ ધીરજપૂર્વક સમેરિયમ ઓક્સાઈડને અલગ કર્યો અને સમેરિયમ અને ગેડોલિનિયમ વચ્ચે સ્થિત એક નવા દુર્લભ પૃથ્વી તત્વની શોધની પુષ્ટિ કરી. તેમણે 1901 માં આ તત્વને સફળતાપૂર્વક અલગ કર્યું, શોધ પ્રવાસના અંતને ચિહ્નિત કરીને: "હું આ નવા તત્વનું નામ યુરોપિયમ રાખવાની આશા રાખું છું, જેમાં Eu અને લગભગ 151 ના અણુ સમૂહ સાથે."

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:

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

યુરોપીયમ સામાન્ય રીતે ત્રિસંયોજક હોવા છતાં, તે દ્વિસંયોજક સંયોજનો બનાવવાની સંભાવના ધરાવે છે. આ ઘટના મોટાભાગના લેન્થેનાઇડ દ્વારા +3 સંયોજક સંયોજનોની રચના કરતા અલગ છે. ડિવેલેન્ટ યુરોપીયમનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન 4f7 છે, કારણ કે અર્ધ ભરેલ f શેલ વધુ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે, અને યુરોપિયમ (II) અને બેરિયમ (II) સમાન છે. ડિવેલેન્ટ યુરોપિયમ એ હળવું ઘટાડતું એજન્ટ છે જે હવામાં ઓક્સિડાઈઝ કરીને યુરોપિયમ (III) નું સંયોજન બનાવે છે. એનારોબિક પરિસ્થિતિઓમાં, ખાસ કરીને ગરમીની સ્થિતિમાં, ડિવેલેન્ટ યુરોપિયમ પૂરતા પ્રમાણમાં સ્થિર છે અને તે કેલ્શિયમ અને અન્ય આલ્કલાઇન પૃથ્વી ખનિજોમાં સમાવિષ્ટ થવાનું વલણ ધરાવે છે. આ આયન વિનિમય પ્રક્રિયા "નકારાત્મક યુરોપિયમ વિસંગતતા" નો આધાર છે, એટલે કે, કોન્ડ્રાઈટની વિપુલતાની તુલનામાં, મોનાઝાઈટ જેવા ઘણા લેન્થેનાઈડ ખનિજોમાં યુરોપિયમનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે. મોનાઝાઈટની તુલનામાં, બેસ્ટનેસાઈટ ઘણી વખત ઓછી નકારાત્મક યુરોપિયમ વિસંગતતાઓ દર્શાવે છે, તેથી બાસ્ટનેસાઈટ એ યુરોપિયમનો મુખ્ય સ્ત્રોત પણ છે.

યુરોપિયમ મેટલ

યુરોપીયમ એ લોખંડની ગ્રે ધાતુ છે જેનો ગલનબિંદુ 822 °C, ઉત્કલન બિંદુ 1597 °C છે, અને 5.2434 g/cm ની ઘનતા છે ³； તે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં સૌથી ઓછું ગાઢ, નરમ અને સૌથી વધુ અસ્થિર તત્વ છે. યુરોપીયમ એ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુ છે: ઓરડાના તાપમાને, તે તરત જ હવામાં તેની ધાતુની ચમક ગુમાવે છે અને ઝડપથી પાવડરમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે; હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઠંડા પાણી સાથે હિંસક પ્રતિક્રિયા આપો; યુરોપીયમ બોરોન, કાર્બન, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન વગેરે સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે.

યુરોપિયમની અરજી

યુરોપિયમ સલ્ફેટ અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ હેઠળ લાલ ફ્લોરોસેન્સ બહાર કાઢે છે

એક યુવાન ઉત્કૃષ્ટ રસાયણશાસ્ત્રી જ્યોર્જસ અર્બેનને ડેમર ç એયનું સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સાધન વારસામાં મળ્યું હતું અને જાણવા મળ્યું હતું કે 1906માં યુરોપીયમ સાથે ડોપ કરેલ યટ્રીયમ(III) ઓક્સાઇડ નમૂના ખૂબ જ તેજસ્વી લાલ પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે. આ યુરોપીયમ ફોસ્ફોરેસન્ટ સામગ્રીની લાંબી મુસાફરીની શરૂઆત છે માત્ર લાલ પ્રકાશ, પણ વાદળી પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરવા માટે વપરાય છે, કારણ કે ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમ Eu2+ આ શ્રેણીમાં આવે છે.

લાલ Eu3+, લીલો Tb3+, અને વાદળી Eu2+ ઉત્સર્જકોનો બનેલો ફોસ્ફર અથવા તેમનું મિશ્રણ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. આ સામગ્રીઓ વિશ્વભરના વિવિધ સાધનોમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે: એક્સ-રે ઇન્ટેન્સિફાઇંગ સ્ક્રીન, કેથોડ રે ટ્યુબ અથવા પ્લાઝ્મા સ્ક્રીન, તેમજ તાજેતરના ઉર્જા-બચત ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સ અને લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ.

ત્રિસંયોજક યુરોપિયમની ફ્લોરોસેન્સ અસર કાર્બનિક સુગંધિત અણુઓ દ્વારા પણ સંવેદનશીલ થઈ શકે છે, અને આવા સંકુલને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં લાગુ કરી શકાય છે જેમાં ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાની જરૂર હોય છે, જેમ કે નકલ વિરોધી શાહી અને બારકોડ.

1980 ના દાયકાથી, યુરોપીયમ સમય-નિરાકરણવાળી કોલ્ડ ફ્લોરોસેન્સ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત સંવેદનશીલ બાયોફાર્માસ્યુટિકલ વિશ્લેષણમાં અગ્રણી ભૂમિકા ભજવી રહ્યું છે. મોટાભાગની હોસ્પિટલો અને તબીબી પ્રયોગશાળાઓમાં, આવા વિશ્લેષણ નિયમિત બની ગયા છે. જૈવિક ઇમેજિંગ સહિત જીવન વિજ્ઞાનના સંશોધનમાં, યુરોપીયમ અને અન્ય લેન્થેનાઇડથી બનેલા ફ્લોરોસન્ટ જૈવિક પ્રોબ્સ સર્વવ્યાપી છે. સદનસીબે, આશરે એક અબજ વિશ્લેષણને સમર્થન આપવા માટે એક કિલોગ્રામ યુરોપિયમ પર્યાપ્ત છે - ચીનની સરકારે તાજેતરમાં રેર અર્થની નિકાસને પ્રતિબંધિત કર્યા પછી, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વના સંગ્રહની અછતથી ગભરાયેલા ઔદ્યોગિક દેશોએ આવા કાર્યક્રમો માટે સમાન જોખમો વિશે ચિંતા કરવાની જરૂર નથી.

નવી એક્સ-રે મેડિકલ ડાયગ્નોસિસ સિસ્ટમમાં યુરોપીયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન ફોસ્ફર તરીકે થાય છે. યુરોપિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ રંગીન લેન્સ અને ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ફિલ્ટર્સ, ચુંબકીય બબલ સ્ટોરેજ ઉપકરણો માટે અને નિયંત્રણ સામગ્રી, રક્ષણ સામગ્રી અને અણુ રિએક્ટરની માળખાકીય સામગ્રીમાં પણ થઈ શકે છે. કારણ કે તેના પરમાણુ અન્ય કોઈપણ તત્વ કરતાં વધુ ન્યુટ્રોનને શોષી શકે છે, તે સામાન્ય રીતે અણુ રિએક્ટરમાં ન્યુટ્રોનને શોષવા માટે સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આજના ઝડપથી વિસ્તરી રહેલા વિશ્વમાં, તાજેતરમાં શોધાયેલ યુરોપિયમનો ઉપયોગ કૃષિ પર ઊંડી અસર કરી શકે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે ડાઇવેલેન્ટ યુરોપિયમ અને યુનિવેલેન્ટ કોપર સાથે ડોપેડ પ્લાસ્ટિક સૂર્યપ્રકાશના અલ્ટ્રાવાયોલેટ ભાગને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં અસરકારક રીતે રૂપાંતરિત કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયા એકદમ લીલી છે (તે લાલ રંગના પૂરક રંગો છે). ગ્રીનહાઉસ બનાવવા માટે આ પ્રકારના પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ કરવાથી છોડ વધુ દૃશ્યમાન પ્રકાશને શોષી શકે છે અને પાકની ઉપજમાં આશરે 10% વધારો કરી શકે છે.

યુરોપિયમને ક્વોન્ટમ મેમરી ચિપ્સ પર પણ લાગુ કરી શકાય છે, જે એક સમયે ઘણા દિવસો સુધી માહિતીને વિશ્વસનીય રીતે સંગ્રહિત કરી શકે છે. આ સંવેદનશીલ ક્વોન્ટમ ડેટાને હાર્ડ ડિસ્ક જેવા ઉપકરણમાં સંગ્રહિત કરવા અને સમગ્ર દેશમાં મોકલવામાં સક્ષમ કરી શકે છે.