જાદુઈ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ યુરોપિયમ

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

મોનાઝાઇટમાં યુરોપિયમ હોય છે

યુરોપિયમની શોધ

આ વાર્તા ૧૯મી સદીના અંતમાં શરૂ થાય છે: તે સમયે, ઉત્તમ વૈજ્ઞાનિકોએ અણુ ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમનું વિશ્લેષણ કરીને મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકમાં બાકી રહેલી ખાલી જગ્યાઓ વ્યવસ્થિત રીતે ભરવાનું શરૂ કર્યું. આજના દૃષ્ટિકોણથી, આ કામ મુશ્કેલ નથી, અને એક અંડરગ્રેજ્યુએટ વિદ્યાર્થી તેને પૂર્ણ કરી શકે છે; પરંતુ તે સમયે, વૈજ્ઞાનિકો પાસે ફક્ત ઓછી ચોકસાઇવાળા સાધનો અને એવા નમૂનાઓ હતા જે શુદ્ધ કરવા મુશ્કેલ હતા. તેથી, લેન્થેનાઇડની શોધના સમગ્ર ઇતિહાસમાં, બધા "અર્ધ" શોધકો ખોટા દાવા કરતા રહ્યા અને એકબીજા સાથે દલીલ કરતા રહ્યા.

૧૮૮૫માં, સર વિલિયમ ક્રૂક્સે તત્વ ૬૩નો પહેલો પણ સ્પષ્ટ સંકેત શોધ્યો નહીં: તેમણે સમેરિયમ નમૂનામાં ચોક્કસ લાલ વર્ણપટ રેખા (૬૦૯ એનએમ)નું અવલોકન કર્યું. ૧૮૯૨ અને ૧૮૯૩ની વચ્ચે, ગેલિયમ, સમેરિયમ અને ડિસ્પ્રોસિયમના શોધક, પોલ એ માઇલ લેકોક ડી બોઇસબૌડ્રને આ બેન્ડની પુષ્ટિ કરી અને બીજી લીલી બેન્ડ (૫૩૫ એનએમ) શોધી કાઢી.

આગળ, ૧૮૯૬ માં, યુગે ને એનાટોલે ડેમારએ ધીરજપૂર્વક સમેરિયમ ઓક્સાઇડને અલગ કર્યું અને સમેરિયમ અને ગેડોલિનિયમ વચ્ચે સ્થિત એક નવા દુર્લભ પૃથ્વી તત્વની શોધની પુષ્ટિ કરી. તેમણે ૧૯૦૧ માં આ તત્વને સફળતાપૂર્વક અલગ કર્યું, જે શોધ યાત્રાના અંતને ચિહ્નિત કરે છે: "હું આશા રાખું છું કે આ નવા તત્વનું નામ યુરોપિયમ રાખીશ, જેમાં Eu પ્રતીક અને લગભગ ૧૫૧ અણુ દળ હશે."

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:

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

યુરોપિયમ સામાન્ય રીતે ત્રિસંયોજક હોવા છતાં, તે દ્વિસંયોજક સંયોજનો બનાવવાની સંભાવના ધરાવે છે. આ ઘટના મોટાભાગના લેન્થેનાઇડ દ્વારા +3 સંયોજક સંયોજનોની રચનાથી અલગ છે. દ્વિસંયોજક યુરોપિયમમાં 4f7 નું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન હોય છે, કારણ કે અર્ધ ભરેલું f શેલ વધુ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે, અને યુરોપિયમ (II) અને બેરિયમ (II) સમાન હોય છે. દ્વિસંયોજક યુરોપિયમ એક હળવું ઘટાડનાર એજન્ટ છે જે હવામાં ઓક્સિડાઇઝ થઈને યુરોપિયમ (III) નું સંયોજન બનાવે છે. એનારોબિક પરિસ્થિતિઓમાં, ખાસ કરીને ગરમીની પરિસ્થિતિઓમાં, દ્વિસંયોજક યુરોપિયમ પૂરતું સ્થિર હોય છે અને કેલ્શિયમ અને અન્ય આલ્કલાઇન પૃથ્વી ખનિજોમાં સમાવિષ્ટ થવાનું વલણ ધરાવે છે. આ આયન વિનિમય પ્રક્રિયા "નકારાત્મક યુરોપિયમ વિસંગતતા" નો આધાર છે, એટલે કે, કોન્ડ્રાઇટની વિપુલતાની તુલનામાં, મોનાઝાઇટ જેવા ઘણા લેન્થેનાઇડ ખનિજોમાં યુરોપિયમનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે. મોનાઝાઇટની તુલનામાં, બેસ્ટનેસાઇટ ઘણીવાર ઓછી નકારાત્મક યુરોપિયમ વિસંગતતાઓ દર્શાવે છે, તેથી બેસ્ટનેસાઇટ પણ યુરોપિયમનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે.

યુરોપિયમ મેટલ

યુરોપિયમ એ એક આયર્ન ગ્રે ધાતુ છે જેનું ગલનબિંદુ 822 ° સે, ઉત્કલનબિંદુ 1597 ° સે અને ઘનતા 5.2434 g/cm ³ છે; દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં તે સૌથી ઓછું ઘન, સૌથી નરમ અને સૌથી અસ્થિર તત્વ છે. યુરોપિયમ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં સૌથી સક્રિય ધાતુ છે: ઓરડાના તાપમાને, તે હવામાં તરત જ તેની ધાતુની ચમક ગુમાવે છે અને ઝડપથી પાવડરમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે; હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઠંડા પાણી સાથે હિંસક પ્રતિક્રિયા આપે છે; યુરોપિયમ બોરોન, કાર્બન, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન વગેરે સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે.

યુરોપિયમનો ઉપયોગ

યુરોપિયમ સલ્ફેટ અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ હેઠળ લાલ ફ્લોરોસેન્સ ઉત્સર્જિત કરે છે

એક યુવાન ઉત્કૃષ્ટ રસાયણશાસ્ત્રી, જ્યોર્જ ઉર્બૈનને ડેમાર çay ના સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સાધન વારસામાં મળ્યું અને તેમણે શોધી કાઢ્યું કે 1906 માં યુરોપિયમ સાથે ડોપ કરાયેલ યટ્રીયમ(III) ઓક્સાઇડ નમૂના ખૂબ જ તેજસ્વી લાલ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે. આ યુરોપિયમ ફોસ્ફોરેસન્ટ પદાર્થોની લાંબી સફરની શરૂઆત છે - જેનો ઉપયોગ ફક્ત લાલ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરવા માટે જ નહીં, પણ વાદળી પ્રકાશ પણ થાય છે, કારણ કે Eu2+ નું ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમ આ શ્રેણીમાં આવે છે.

લાલ Eu3+, લીલો Tb3+, અને વાદળી Eu2+ ઉત્સર્જકો, અથવા તેમના મિશ્રણથી બનેલો ફોસ્ફર, અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. આ સામગ્રી વિશ્વભરના વિવિધ સાધનોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે: એક્સ-રે તીવ્રતા આપતી સ્ક્રીનો, કેથોડ રે ટ્યુબ અથવા પ્લાઝ્મા સ્ક્રીનો, તેમજ તાજેતરના ઊર્જા-બચત ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સ અને પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતા ડાયોડ.

ટ્રાઇવેલેન્ટ યુરોપિયમની ફ્લોરોસેન્સ અસરને કાર્બનિક સુગંધિત અણુઓ દ્વારા પણ સંવેદનશીલ બનાવી શકાય 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, યુરોપિયમ સમય-નિરાકરણ 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, યુરોપિયમ અને અન્ય લેન્થેનાઇડથી બનેલા ફ્લોરોસન્ટ જૈવિક પ્રોબ્સ સર્વવ્યાપી છે. સદનસીબે, એક કિલોગ્રામ યુરોપિયમ આશરે એક અબજ વિશ્લેષણને સમર્થન આપવા માટે પૂરતું છે - ચીન સરકારે તાજેતરમાં દુર્લભ પૃથ્વી નિકાસ પર પ્રતિબંધ મૂક્યા પછી, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના સંગ્રહની અછતથી ગભરાયેલા ઔદ્યોગિક દેશોએ આવા એપ્લિકેશનો માટે સમાન જોખમો વિશે ચિંતા કરવાની જરૂર નથી.

યુરોપિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ નવી એક્સ-રે મેડિકલ ડાયગ્નોસિસ સિસ્ટમમાં ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન ફોસ્ફર તરીકે થાય છે. યુરોપિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ રંગીન લેન્સ અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ફિલ્ટર્સ બનાવવા, ચુંબકીય બબલ સ્ટોરેજ ડિવાઇસ માટે અને નિયંત્રણ સામગ્રી, રક્ષણ સામગ્રી અને અણુ રિએક્ટરના માળખાકીય સામગ્રીમાં પણ થઈ શકે છે. કારણ કે તેના અણુઓ અન્ય કોઈપણ તત્વ કરતાં વધુ ન્યુટ્રોન શોષી શકે છે, તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે અણુ રિએક્ટરમાં ન્યુટ્રોનને શોષવા માટે સામગ્રી તરીકે થાય છે.

આજના ઝડપથી વિસ્તરતા વિશ્વમાં, તાજેતરમાં શોધાયેલ યુરોપિયમનો ઉપયોગ કૃષિ પર ઊંડી અસર કરી શકે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે ડાયવેલેન્ટ યુરોપિયમ અને યુનિવેલેન્ટ કોપરથી ભરેલા પ્લાસ્ટિક સૂર્યપ્રકાશના અલ્ટ્રાવાયોલેટ ભાગને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં કાર્યક્ષમ રીતે રૂપાંતરિત કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયા એકદમ લીલી છે (તે લાલ રંગના પૂરક રંગો છે). ગ્રીનહાઉસ બનાવવા માટે આ પ્રકારના પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ છોડને વધુ દૃશ્યમાન પ્રકાશ શોષી શકે છે અને પાકની ઉપજમાં લગભગ 10% વધારો કરી શકે છે.

યુરોપિયમનો ઉપયોગ ક્વોન્ટમ મેમરી ચિપ્સ પર પણ થઈ શકે છે, જે એક સમયે ઘણા દિવસો સુધી વિશ્વસનીય રીતે માહિતી સંગ્રહિત કરી શકે છે. આ સંવેદનશીલ ક્વોન્ટમ ડેટાને હાર્ડ ડિસ્ક જેવા ઉપકરણમાં સંગ્રહિત કરવા અને દેશભરમાં મોકલવા માટે સક્ષમ બનાવી શકે છે.