युरोपियम

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Europium, 63Eu
File:Europium.jpg
Europium
उच्चारण/jʊˈroʊpiəm/ ​(yuu-ROH-pee-əm)
दिखावटsilvery white, with a pale yellow tint;[1] but rarely seen without oxide discoloration
Standard atomic weight Ar°(Eu)
  • 151.964±0.001
  • 151.96±0.01 (abridged)[2]
Europium in the periodic table
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
–
↑
Eu
↓
Am
samarium ← europium → gadolinium
Atomic number (Z)63
समूहgroup n/a
अवधिperiod 6
ब्लॉक  f-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास[Xe] 4f7 6s2
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन2, 8, 18, 25, 8, 2
भौतिक गुण
Phase at STPsolid
गलनांक1099 K ​(826 °C, ​1519 °F)
क्वथनांक1802 K ​(1529 °C, ​2784 °F)
Density (near r.t.)5.244 g/cm3
when liquid (at m.p.)5.13 g/cm3
संलयन की गर्मी9.21 kJ/mol
Heat of vaporization176 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता27.66 J/(mol·K)
Vapor pressure
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 863 957 1072 1234 1452 1796
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य0,[3] +2, +3 (a mildly basic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटीPauling scale: 1.2
Ionization energies
  • 1st: 547.1 kJ/mol
  • 2nd: 1085 kJ/mol
  • 3rd: 2404 kJ/mol
परमाणु का आधा घेराempirical: 180 pm
सहसंयोजक त्रिज्या198±6 pm
Color lines in a spectral range
Spectral lines of europium
अन्य गुण
प्राकृतिक घटनाprimordial
क्रिस्टल की संरचना ​body-centered cubic (bcc)
थर्मल विस्तारpoly: 35.0 µm/(m⋅K) (at r.t.)
ऊष्मीय चालकताest. 13.9 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकताpoly: 0.900 µΩ⋅m (at r.t.)
चुंबकीय आदेशparamagnetic[4]
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता+34000.0×10−6 cm3/mol[5]
यंग मापांक18.2 GPa
कतरनी मापांक7.9 GPa
थोक मापांक8.3 GPa
पॉइसन अनुपात0.152
विकर्स कठोरता165–200 MPa
CAS नंबर7440-53-1
History
नामीafter Europe
खोज और पहला अलगावEugène-Anatole Demarçay (1896, 1901)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct
 Category: Europium
| references

युरोपियम एक रासायनिक तत्व है; इसका प्रतीक Eu और परमाणु संख्या 63 है। यूरोपियम लैंथेनाइड श्रृंखला की एक चांदी-सफेद धातु है जो एक डार्क ऑक्साइड कोटिंग बनाने के लिए हवा के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करती है। यह लैंथेनाइड तत्वों में सबसे अधिक रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील, सबसे कम घना और सबसे नरम है। यह इतना नरम है कि इसे चाकू से काटा जा सकता है। यूरोपियम को 1901 में अलग कर दिया गया और इसका नाम यूरोप महाद्वीप के नाम पर रखा गया।[6] युरोपियम सामान्यतः लैंथेनाइड श्रृंखला के अन्य सदस्यों की तरह ऑक्सीकरण अवस्था +3 मानता है, लेकिन ऑक्सीकरण अवस्था +2 वाले यौगिक भी साधारण हैं। ऑक्सीकरण अवस्था +2 वाले सभी युरोपियम यौगिक थोड़े रिडॉक्स होते हैं। यूरोपियम की कोई महत्वपूर्ण जैविक भूमिका नहीं है और यह अन्य भारी धातु (रसायन विज्ञान) की तुलना में अपेक्षाकृत गैर विषैला है। युरोपियम के अधिकांश अनुप्रयोग युरोपियम यौगिकों के स्फुरदीप्ति (फोस्फोरेसेंस) का शोषण करते हैं। यूरोपियम पृथ्वी पर दुर्लभतम तत्वों में से एक है।[7]


विशेषताएँ

भौतिक गुण

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लगभग 300 ग्राम डेंड्राइटिक सब्लिमेटेड 99.998% शुद्ध युरोपियम को एक दस्ताने बॉक्स में रखा जाता है
File:Europium on air oxidized.jpg
ऑक्सीकृत युरोपियम, पीले युरोपियम (II) कार्बोनेट से लेपित

यूरोपियम एक तन्य धातु है जिसकी कठोरता सीसे के समान होती है। यह एक घन क्रिस्टल प्रणाली पिण्ड-केंद्रित घन जालक में क्रिस्टलीकृत होता है।[8]युरोपियम के कुछ गुण इसके आधे-भरे इलेक्ट्रॉन कोश से अत्यधिक प्रभावित होते हैं। यूरोपियम का गलनांक (मेल्टिंग पॉइंट) दूसरा निम्नतम है और सभी लैंथेनाइडों का घनत्व न्यूनतम है।[8]

दावा किया गया है कि जब यूरोपियम को 1.8 K से नीचे ठंडा किया जाता है और 80 GPa से ऊपर संपीड़ित किया जाता है तो वह अतिचालक बन जाता है।[9] हालाँकि जिस प्रायोगिक साक्ष्य पर यह दावा आधारित है उसे चुनौती दी गई है,[10] और अतिचालकता की रिपोर्ट करने वाला पेपर बाद में वापस ले लिया गया है।[11] यदि यह अतिचालक बन जाता है तो ऐसा माना जाता है क्योंकि युरोपियम धात्विक अवस्था में वैलेंस (रसायन विज्ञान) है,[12] और लागू दबाव द्वारा त्रिसंयोजी अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। द्विसंयोजक अवस्था में, मजबूत स्थानीय चुंबकीय क्षण (कुल कोणीय गति क्वांटम संख्या J = 7/2 से उत्पन्न होता हैl) अतिचालकता को दबा देता है, जो इस स्थानीय क्षण (J = 0 में Eu3+) को समाप्त करके प्रेरित होता है.

रासायनिक गुण

यूरोपियम सबसे प्रतिक्रियाशील दुर्लभ-पृथ्वी तत्व है। यह हवा में तेजी से ऑक्सीकरण करता है, जिससे एक सेंटीमीटर आकार के सैंपल का थोक ऑक्सीकरण कई दिनों के भीतर होता है।[13] पानी के साथ इसकी प्रतिक्रियाशीलता कैल्शियम की तुलना में है, और प्रतिक्रिया है

2 Eu + 6 H2O → 2 Eu(OH)3 + 3 H2

उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, ठोस यूरोपियम के सैंपल में शायद ही कभी ताजी धातु की चमक दिखती है, भले ही खनिज तेल की सुरक्षात्मक परत के साथ लेपित हो। यूरोपियम (III) ऑक्साइड बनाने के लिए यूरोपियम 150 से 180 डिग्री सेल्सियस पर हवा में प्रज्वलित होता है:[14][15]

4 Eu + 3 O2 → 2 Eu2O3

युरोपियम तनु सल्फ्यूरिक एसिड में आसानी से घुलकर हल्का गुलाबी रंग का हो जाता है[16] [Eu(H2O)9]3+) का

2 Eu + 3 H2SO4 + 18 H2O → 2 [Eu(H2O)9]3+ + 3 SO2−4 + 3 H2

Eu(II) बनाम Eu(III)

यद्यपि सामान्यतः त्रिसंयोजक, युरोपियम आसानी से द्विसंयोजक यौगिक बनाता है। यह व्यवहार अधिकांश लैंथेनाइड्स के लिए असामान्य है, जो लगभग विशेष रूप से +3 की ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक बनाते हैं। +2 अवस्था का इलेक्ट्रॉन विन्यास 4f7 है क्योंकि आधा भरा हुआ एफ-शेल अधिक स्थिरता प्रदान करता है। आकार और समन्वय संख्या के संदर्भ में, यूरोपियम (II) और बेरियम (II) समान हैं। बेरियम और युरोपियम (II) दोनों के सल्फेट भी पानी में अत्यधिक अघुलनशील हैं।[17] डाइवैलेंट युरोपियम एक हल्का अपचायक एजेंट है, जो हवा में ऑक्सीकरण करके Eu(III) यौगिक बनाता है। अवायवीय और विशेष रूप से भू-तापीय स्थितियों में, द्विसंयोजक रूप इतना स्थिर होता है कि यह कैल्शियम और अन्य क्षारीय पृथ्वी के खनिजों में सम्मिलित हो जाता है। यह आयन-विनिमय प्रक्रिया ''ऋणात्मक यूरोपियम विसंगति'' का आधार है, चोंड्राइट प्रचुरता के सापेक्ष कई लैंथेनाइड खनिजों जैसे मोनाज़िट में कम यूरोपियम सामग्री। बास्टनासाइट में मोनाजाइट की तुलना में ''ऋणात्मक यूरोपियम विसंगति'' कम दिखाई देती है, और इसलिए आज यह यूरोपियम का प्रमुख स्रोत है। डाइवैलेंट यूरोपियम विसंगतियाँ अन्य (त्रिकसंयोजक) लैंथेनाइड्स से अलग करने के आसान तरीकों के विकास ने यूरोपियम को कम सांद्रता में उपस्थित होने पर भी सुलभ बना दिया, जैसा कि सामान्यतः होता है।[18]

आइसोटोप

Main article: युरोपियम के समस्थानिक

प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला यूरोपियम दो समस्थानिकों से बना है, 151Eu और 153Eu, जो लगभग समान अनुपात में होते हैं; 153Eu थोड़ा अधिक प्रचुर (52.2% प्राकृतिक प्रचुरता) है। जबकि 153Eu स्थिर है, 151Eu को आधे जीवन के साथ अल्फा क्षय के प्रति अस्थिर पाया गया 5+11
−3×1018 years 2007 में,[19] प्रत्येक किलोग्राम प्राकृतिक युरोपियम में प्रति दो मिनट में लगभग एक अल्फा क्षय होता है। यह मान सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ उचित समझौते में है। प्राकृतिक रेडियोआइसोटोप के अलावा 151Eu, 35 कृत्रिम रेडियोआइसोटोप की विशेषता बताई गई है, जो सबसे स्थिर है 36.9 वर्ष के आधे जीवन के साथ 150Eu, 152Eu 13.516 वर्ष के आधे जीवन के साथ, और 154Eu 8.593 वर्ष के आधे जीवन के साथ। शेष सभी रेडियोधर्मी समस्थानिकों का आधा जीवन 4.7612 वर्ष से कम है, और इनमें से अधिकांश का आधा जीवन 12.2 सेकंड से कम है; यूरोपियम के ज्ञात आइसोटोप रेंज से हैं 130मैं हूं 170मी.[20][21] इस तत्व में 17 मेटा अवस्थाएँ भी हैं, जिनमें सबसे स्थिर स्थिति है 150 मीयूरोपीय संघ (t1/2=12.8 घंटे), 152m1Eu (t1/2=9.3116 घंटे) और 152m2Eu (t1/2=96 मिनट)।[21][22] आइसोटोप के लिए प्राथमिक क्षय मोड से हल्का 153Eu इलेक्ट्रॉन पर कब्जा है, और भारी आइसोटोप के लिए प्राथमिक मोड बीटा माइनस क्षय है। पहले प्राथमिक क्षय उत्पाद 153Eu समैरियम (Sm) के समस्थानिक हैं और इसके बाद के प्राथमिक उत्पाद गैडोलीनियम (Gd) के समस्थानिक हैं।[22]


यूरोपियम एक परमाणु विखंडन उत्पाद के रूप में

Medium-lived
fission products[further explanation needed]
t½
(year) 		Yield
(%) 		Q
(keV) 		βγ
155Eu  4.76 0.0803  252 βγ
85Kr 10.76 0.2180  687 βγ
113mCd 14.1  0.0008  316 β
90Sr 28.9  4.505   2826 β
137Cs 30.23 6.337   1176 βγ
121mSn 43.9  0.00005 390 βγ
151Sm 88.8  0.5314  77 β

यूरोपियम का उत्पादन परमाणु विखंडन द्वारा किया जाता है, लेकिन विखंडन उत्पादों के लिए द्रव्यमान सीमा के शीर्ष के पास यूरोपियम आइसोटोप की विखंडन उत्पाद पैदावार कम होती है।

अन्य लैंथेनाइड्स की तरह, युरोपियम के कई समस्थानिक, विशेष रूप से वे जिनकी द्रव्यमान संख्या विषम होती है या न्यूट्रॉन-निर्गुण जैसे होते हैं 152Eu, में न्यूट्रॉन पर कब्जा के लिए उच्च न्यूट्रॉन क्रॉस-सेक्शन होते हैं, जो प्रायः न्यूट्रॉन जहर होने के लिए पर्याप्त उच्च होते हैं।

थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन
Isotope 151Eu 152Eu 153Eu 154Eu 155Eu
Yield ~10 low 1580 >2.5 330
Barns 5900 12800 312 1340 3950

151Euसमैरियम-151 का बीटा क्षय उत्पाद है, लेकिन चूंकि इसका क्षय आधा जीवन लंबा है और न्यूट्रॉन अवशोषण का औसत समय कम है, इसलिए अधिकांश इसके बजाय 151Sm के रूप में समाप्त होता है 152Sm

152Eu (आधा जीवन 13.516 वर्ष) और 154Eu (आधा जीवन 8.593 वर्ष) बीटा क्षय उत्पाद नहीं हो सकते क्योंकि 152Sm और 154Sm गैर-रेडियोधर्मी हैं, लेकिन 154Eu, 134CS- के अलावा एकमात्र लंबे समय तक जीवित रहने वाला संरक्षित न्यूक्लाइड है|134Cs, प्रति मिलियन विखंडन 2.5 भागों से अधिक की विखंडन उपज प्राप्त करने के लिए।[23] की एक बड़ी मात्रा 154Eu गैर-रेडियोधर्मी के एक महत्वपूर्ण हिस्से के न्यूट्रॉन सक्रियण द्वारा निर्मित होता है 153Eu; हालाँकि, इसमें से अधिकांश को आगे परिवर्तित किया गया है 155 Eu मैं.

155Eu (अर्ध-जीवन 4.7612 वर्ष) में यूरेनियम-235 और थर्मल न्यूट्रॉन के लिए 330 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) की विखंडन उपज है; ईंधन जलने के अंत तक इसका अधिकांश भाग गैर-रेडियोधर्मी और गैर-अवशोषक गैडोलीनियम-156 में परिवर्तित हो जाता है।

कुल मिलाकर, यूरोपियम को विकिरण के खतरे के रूप में सीज़ियम-137 और स्ट्रोंटियम-90 द्वारा, और न्यूट्रॉन जहर के रूप में समैरियम और अन्य द्वारा ग्रहण किया जाता है।[24][25][26][27][28][29][30]


घटना

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monazite

यूरोपियम प्रकृति में एक स्वतंत्र तत्व के रूप में नहीं पाया जाता है। कई खनिजों में युरोपियम होता है, जिनमें सबसे महत्वपूर्ण स्रोत बास्टनासाइट, मोनाजाइट, ज़ेनोटाइम और लोपेराइट-(सीई) हैं।[31] चंद्रमा के रेजोलिथ में एक छोटे संभावित Eu-O या Eu-O-C प्रणाली चरण की एक भी खोज के बावजूद, कोई यूरोपियम-प्रमुख खनिज अभी तक ज्ञात नहीं है।[32]

अन्य दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों के सापेक्ष खनिजों में यूरोपियम की कमी या संवर्धन को यूरोपियम विसंगति के रूप में जाना जाता है।[33] आग्नेय चट्टानों (मेग्मा या पर्याप्त से ठंडी हुई चट्टानें) बनाने वाली प्रक्रियाओं को समझने के लिए भू-रसायन और शिला में ट्रेस तत्व अध्ययन में यूरोपियम को सामान्यतः सम्मिलित किया जाता है। पाई गई युरोपियम विसंगति की प्रकृति आग्नेय चट्टानों के समूह के भीतर संबंधों को फिर से बनाने में मदद करती है। युरोपियम के तत्वों की प्रचुरता (डेटा पृष्ठ) 2-2.2 पीपीएम है।

डाइवेलेंट युरोपियम (Eu2+) थोड़ी मात्रा में खनिज फ्लोराइट (CaF2) के कुछ सैंपल के चमकीले नीले प्रतिदीप्ति का उत्प्रेरक है). Eu3+ से Eu2+ कटौती ऊर्जावान कणों के विकिरण से प्रेरित होता है।[34] इसके सबसे उत्कृष्ट उदाहरण वेयरडेल और उत्तरी इंग्लैंड के निकटवर्ती हिस्सों के आसपास उत्पन्न हुए; यह यहां पाया जाने वाला फ्लोराइट था जिसके नाम पर 1852 में प्रतिदीप्ति का नाम रखा गया था, हालांकि बहुत बाद तक यूरोपियम को इसका कारण नहीं माना गया था।[35][36][37][38][39] खगोल भौतिकी में, तारकीय स्पेक्ट्रोस्कोपी में युरोपियम के हस्ताक्षर का उपयोग तारकीय वर्गीकरण के लिए किया जा सकता है और किसी विशेष तारे का जन्म कैसे और कहाँ हुआ, इसके सिद्धांतों को सूचित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 2019 में खगोलविदों ने तारे J1124+4535 के भीतर यूरोपियम के अपेक्षा से अधिक स्तर की पहचान की, यह अनुमान लगाते हुए कि यह तारा एक बौनी आकाशगंगा में उत्पन्न हुआ था जो अरबों साल पहले आकाशगंगा से टकराई थी।[40][41]


उत्पादन

यूरोपियम अन्य दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों से जुड़ा हुआ है और इसलिए, उनके साथ मिलकर खनन किया जाता है। दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का पृथक्करण बाद के प्रसंस्करण के दौरान होता है। दुर्लभ-पृथ्वी तत्व खनिज बास्टनासाइट, लोपेराइट-(सीई), ज़ेनोटाइम और मोनाज़ाइट में खनन योग्य मात्रा में पाए जाते हैं। बास्टनासाइट संबंधित फ़्लोरोकार्बोनेट, Ln(CO3) का एक समूह है)(एफ,ओएच). मोनाज़ाइट ऑर्थोफॉस्फेट खनिजों से संबंधित एक समूह है LnPO
4 (Ln वादा को छोड़कर सभी लैंथेनाइड्स के मिश्रण को दर्शाता है), लोपेराइट- (Ce) एक ऑक्साइड है, और ज़ेनोटाइम एक ऑर्थोफॉस्फेट (Y,Yb,Er,...)PO4 है. मोनाज़ाइट में थोरियम और yttrium भी होते हैं, जिससे प्रबंधन कठिन हो जाता है क्योंकि थोरियम और इसके क्षय उत्पाद रेडियोधर्मी होते हैं। अयस्क से निष्कर्षण और व्यक्तिगत लैंथेनाइड्स के पृथक्करण के लिए, कई विधियाँ विकसित की गई हैं। विधि का चुनाव अयस्क की सांद्रता और संरचना और परिणामी सांद्रण में व्यक्तिगत लैंथेनाइड्स के वितरण पर आधारित होता है। अयस्क को भूनने के बाद अम्लीय और क्षारीय निक्षालन का उपयोग ज्यादातर लैंथेनाइड्स का सांद्रण उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। यदि सेरियम प्रमुख लैंथेनाइड है, तो इसे सेरियम (III) से सेरियम (IV) में परिवर्तित किया जाता है और फिर अवक्षेपित किया जाता है। विलायक निष्कर्षण या आयन एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी द्वारा आगे पृथक्करण से एक अंश प्राप्त होता है जो यूरोपियम में समृद्ध होता है। इस अंश को जिंक, जिंक/अमलगम, इलेक्ट्रोलिसिस या यूरोपियम (III) को यूरोपियम (II) में परिवर्तित करने वाली अन्य विधियों से कम किया जाता है। यूरोपियम (II) क्षारीय पृथ्वी धातुओं के समान ही प्रतिक्रिया करता है और इसलिए इसे कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित किया जा सकता है या बेरियम सल्फेट के साथ सह-अवक्षेपित किया जा सकता है।[42] यूरोपियम धातु पिघले हुए EuCl3 के मिश्रण के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उपलब्ध होती है और NaCl (या CaCl2) एक ग्रेफाइट सेल में, जो कैथोड के रूप में कार्य करता है, ग्रेफाइट को एनोड के रूप में उपयोग करता है। दूसरा उत्पाद क्लोरीन गैस है।[31][42][43][44][45]

कुछ बड़े भंडार विश्व उत्पादन की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उत्पादन या उत्पादन करते हैं। आंतरिक मंगोलिया में बायन ओबो लौह अयस्क भंडार में महत्वपूर्ण मात्रा में बास्टनासाइट और मोनाजाइट सम्मिलित हैं और यह अनुमानित 36 मिलियन टन दुर्लभ-पृथ्वी तत्व ऑक्साइड के साथ, सबसे बड़ा ज्ञात भंडार है।[46][47][48] बायन ओबो जमा में खनन कार्यों ने 1990 के दशक में चीन को दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता बना दिया। दुर्लभ-पृथ्वी तत्व सामग्री का केवल 0.2% यूरोपियम है। 1965 और 1990 के दशक के अंत में इसके बंद होने के बीच दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का दूसरा बड़ा स्रोत कैलिफ़ोर्निया में माउंटेन पास खदान थी। वहां खनन किया गया बास्टनासाइट हल्के दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों (ला-जीडी, एससी, और वाई) में विशेष रूप से समृद्ध है और इसमें केवल 0.1% यूरोपियम है। दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का एक अन्य बड़ा स्रोत कोला प्रायद्वीप पर पाया जाने वाला लोपेराइट है। इसमें नाइओबियम, टैंटलम और टाइटेनियम के अलावा 30% तक दुर्लभ-पृथ्वी तत्व सम्मिलित हैं और यह रूस में इन तत्वों का सबसे बड़ा स्रोत है।[31][49]


यौगिक

Main article: युरोपियम यौगिक
File:Eu-sulfate.jpg
यूरोपियम (III) सल्फेट, ईयू2(इसलिए4)3
File:Eu-sulfate-luminescence.jpg
यूरोपियम (III) सल्फेट पराबैंगनी प्रकाश के तहत प्रतिदीप्त लाल

अधिकांश परिस्थितियों में यूरोपियम यौगिक त्रिसंयोजक ऑक्सीकरण अवस्था में उपस्थित होते हैं। सामान्यतः इन यौगिकों में Eu(III) होता है जो 6-9 ऑक्सीजनयुक्त लिगेंड्स से बंधा होता है। Eu(III) सल्फेट्स, नाइट्रेट और क्लोराइड पानी या ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील हैं। लिपोफिलिक यूरोपियम कॉम्प्लेक्स में प्रायः यूफोड जैसे एसिटाइलएसीटोन जैसे लिगैंड होते हैं।

हैलाइड्स

यूरोपियम धातु सभी हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करती है:

2 Eu + 3 X2 → 2 EuX3 (X = F, Cl, Br, I)

यह मार्ग सफेद युरोपियम(III) फ्लोराइड (EuF3) देता है), पीला यूरोपियम (III) क्लोराइड (EuCl3), स्लेटी[50] युरोपियम(III) ब्रोमाइड (EuBr3), और रंगहीन युरोपियम(III) आयोडाइड (EuI3). यूरोपियम भी संबंधित डाइहैलाइड बनाता है: पीला-हरा यूरोपियम (II) फ्लोराइड (EuF)।2), रंगहीन यूरोपियम (II) क्लोराइड (EuCl2) (हालाँकि इसमें यूवी प्रकाश के तहत चमकदार नीली प्रतिदीप्ति होती है),[51] रंगहीन युरोपियम(II) ब्रोमाइड (EuBr2), और हरा यूरोपियम (II) आयोडाइड (EuI2).[8]

चाल्कोजेनाइड्स और पेनिक्टाइड्स

यूरोपियम सभी चाकोजेन के साथ स्थिर यौगिक बनाता है, लेकिन भारी चाकोजेन (एस, से, और टी) निम्न ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करते हैं। तीन ऑक्साइड ज्ञात हैं: यूरोपियम (II) ऑक्साइड (EuO), यूरोपियम (III) ऑक्साइड (Eu2O3), और मिश्रित-वैलेंस|मिश्रित-वैलेंस ऑक्साइड Eu3O4, जिसमें Eu(II) और Eu(III) दोनों सम्मिलित हैं। अन्यथा, मुख्य चाकोजेनाइड्स यूरोपियम (II) सल्फाइड (EuS), यूरोपियम (II) सेलेनाइड (EuSe) और यूरोपियम (II) टेलुराइड (EuTe) हैं: ये तीनों काले ठोस हैं। यूरोपियम (II) सल्फाइड को Eu2O3 को विघटित करने के लिए पर्याप्त उच्च तापमान पर ऑक्साइड को सल्फाइड करके तैयार किया जाता है।:[52]

Eu2O3 + 3 H2S → 2 EuS + 3 H2O + S

यूरोपियम का मुख्य नाइट्राइड यूरोपियम (III) नाइट्राइड (EuN) है।

इतिहास

यद्यपि युरोपियम अन्य दुर्लभ तत्वों वाले अधिकांश खनिजों में उपस्थित है, तत्वों को अलग करने में कठिनाइयों के कारण 1800 के दशक के अंत तक ऐसा नहीं हुआ था कि तत्व अलग हो गया था। विलियम क्रुक्स ने दुर्लभ तत्वों के फॉस्फोरसेंट स्पेक्ट्रा का अवलोकन किया, जिनमें अंततः यूरोपियम को सौंपे गए तत्व भी सम्मिलित थे।[53] यूरोपियम की खोज सबसे पहले 1892 में पॉल एमिल लेकोक डी बोइसबाउड्रान ने की थी, जिन्होंने समैरियम-गैडोलीनियम सांद्रण से मूल अंश प्राप्त किए थे, जिनमें समैरियम या गैडोलीनियम की वर्णक्रमीय रेखाएँ नहीं थीं। हालाँकि, यूरोपियम की खोज का श्रेय साधारण तौर पर फ्रांस के रसायनज्ञ यूजीन-अनातोले डेमारके को दिया जाता है, जिन्हें संदेह था कि हाल ही में खोजे गए तत्व समैरियम के नमूने 1896 में एक अज्ञात तत्व से दूषित थे और जो 1901 में इसे अलग करने में सक्षम थे; फिर उन्होंने इसका नाम यूरोपियम रखा।[54][55][56][57][58] जब 1960 के दशक की शुरुआत में युरोपियम-डोप्ड येट्रियम ऑर्थोवनाडेट लाल फ़ॉस्फ़र की खोज की गई, और यह समझा गया कि यह रंगीन टेलीविज़न उद्योग में क्रांति लाने वाला है, तो मोनाज़ाइट प्रोसेसर के बीच युरोपियम की सीमित आपूर्ति के लिए होड़ मच गई,[59] चूंकि मोनाज़ाइट में सामान्य यूरोपियम सामग्री लगभग 0.05% है। हालाँकि, माउंटेन पास खदान, कैलिफोर्निया में मोलीकॉर्प बास्टनासाइट जमा, जिसकी लैंथेनाइड्स में 0.1% की असामान्य रूप से उच्च यूरोपियम सामग्री थी, ऑनलाइन आने वाली थी और उद्योग को बनाए रखने के लिए पर्याप्त यूरोपियम प्रदान करने वाली थी। यूरोपियम से पहले, रंगीन-टीवी लाल फॉस्फोर बहुत कमजोर था, और रंग संतुलन बनाए रखने के लिए अन्य फॉस्फोर रंगों को म्यूट करना पड़ता था। शानदार लाल युरोपियम फॉस्फोर के साथ, अब अन्य रंगों को म्यूट करना आवश्यक नहीं था, और परिणाम एक बहुत उज्ज्वल रंगीन टीवी चित्र था।[59]तब से टीवी उद्योग के साथ-साथ कंप्यूटर मॉनिटर में भी यूरोपियम का उपयोग जारी है। कैलिफ़ोर्नियाई बास्टनासाइट को अब 0.2% की अधिक समृद्ध यूरोपियम सामग्री के साथ, बायन ओबो, चीन से कड़ी प्रतिस्पर्धा का सामना करना पड़ रहा है।

1950 के दशक के मध्य में दुर्लभ-पृथ्वी उद्योग में क्रांति लाने वाली आयन-एक्सचेंज तकनीक के विकास के लिए जाने जाने वाले फ्रैंक स्पेडिंग ने एक बार यह कहानी बताई थी कि कैसे[60] वह 1930 के दशक में दुर्लभ पृथ्वी पर व्याख्यान दे रहे थे, जब एक बुजुर्ग सज्जन कई पाउंड यूरोपियम ऑक्साइड के उपहार की पेशकश के साथ उनके पास आए। उस समय यह एक अनसुनी मात्रा थी, और स्पेडिंग ने उस व्यक्ति को गंभीरता से नहीं लिया। हालाँकि, एक पैकेज विधिवत मेल से आया, जिसमें कई पाउंड वास्तविक यूरोपियम ऑक्साइड था। बुजुर्ग सज्जन हर्बर्ट न्यूबी मैककॉय निकले, जिन्होंने रेडॉक्स रसायन विज्ञान से जुड़े यूरोपियम शुद्धिकरण की एक प्रसिद्ध विधि विकसित की थी।[44][61]


अनुप्रयोग

File:Aperture Grille.jpg
यूरोपियम सीआरटी टेलीविजन में लाल रोशनी उत्सर्जित करने वाले तत्वों में से एक है।

अधिकांश अन्य तत्वों की तुलना में, यूरोपियम के लिए व्यावसायिक अनुप्रयोग कम हैं और विशिष्ट हैं। लगभग हमेशा, इसके स्फुरदीप्ति का शोषण किया जाता है, या तो +2 या +3 ऑक्सीकरण अवस्था में।

यह लेज़र और अन्य ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में कुछ प्रकार के काँच में एक डोपेंट है। यूरोपियम ऑक्साइड (Eu2O3) व्यापक रूप से कैथोड रे ट्यूब और फ्लोरोसेंट लैंप में लाल भास्वर के रूप में और येट्रियम-आधारित फॉस्फोर के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है।[62][63] रंगीन टीवी स्क्रीन में 0.5 से 1 ग्राम यूरोपियम ऑक्साइड होता है।[64] जबकि त्रिसंयोजक युरोपियम लाल फास्फोरस देता है,[65] डाइवेलेंट युरोपियम की चमक मेजबान संरचना की संरचना पर दृढ़ता से निर्भर करती है। यूवी से गहरी लाल चमक प्राप्त की जा सकती है।[66][67] यूरोपियम-आधारित फॉस्फोर (लाल और नीला) के दो वर्ग, पीले/हरे टर्बियम फॉस्फोर के साथ मिलकर सफेद रोशनी देते हैं, जिसका रंग तापमान अलग-अलग फॉस्फोर के अनुपात या विशिष्ट संरचना को बदलकर भिन्न किया जा सकता है। यह फॉस्फोर प्रणाली सामान्यतः हेलिकल फ्लोरोसेंट लाइट बल्बों में पाई जाती है। समान तीन वर्गों को मिलाना टीवी और कंप्यूटर स्क्रीन में ट्राइक्रोमैटिक सिस्टम बनाने का एक तरीका है,[62]लेकिन एक योज्य के रूप में, यह लाल फॉस्फोर की तीव्रता में सुधार करने में विशेष रूप से प्रभावी हो सकता है।[7]यूरोपियम का उपयोग फ्लोरोसेंट ग्लास के निर्माण में भी किया जाता है, जिससे फ्लोरोसेंट लैंप की सामान्य दक्षता बढ़ जाती है।[7]कॉपर-डॉप्ड जिंक सल्फाइड के अलावा अधिक सामान्य लगातार चमकने वाले फॉस्फोरस में से एक यूरोपियम-डॉप्ड स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट है।[68] यूरोपियम प्रतिदीप्ति का उपयोग दवा-खोज स्क्रीन में बायोमोलेक्यूलर इंटरैक्शन से पूछताछ करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग यूरो बैंकनोटों में जालसाजी-विरोधी फॉस्फोरस में भी किया जाता है।[69][70]


एक एप्लिकेशन जो किफायती सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की प्रारम्भ के साथ लगभग उपयोग से बाहर हो गया है, वह है यूरोपियम कॉम्प्लेक्स का उपयोग, जैसे कि Eu(fod)3, परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी में शिफ्ट अभिकर्मकों के रूप में है। चिरैलिटी (रसायन विज्ञान) शिफ्ट अभिकर्मक, जैसे कि Eu(hfc)3, अभी भी एनैन्टीओमेरिक शुद्धता निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।[71]


सावधानियाँ

युरोपियम
Hazards
GHS labelling:
GHS02: Flammable
Danger
H250
P222, P231, P422[72]
NFPA 704 (fire diamond)
0
3
1

इस बात के कोई स्पष्ट संकेत नहीं हैं कि यूरोपियम अन्य भारी धातुओं की तुलना में विशेष रूप से जहरीला है। यूरोपियम क्लोराइड, नाइट्रेट और ऑक्साइड का विषाक्तता के लिए परीक्षण किया गया है: यूरोपियम क्लोराइड एक तीव्र इंट्रापेरिटोनियल LD50 दिखाता है 550 मिलीग्राम/किग्रा की विषाक्तता और तीव्र मौखिक LD50 विषाक्तता 5000 मिलीग्राम/किग्रा है। यूरोपियम नाइट्रेट थोड़ा अधिक इंट्रापेरिटोनियल LD50 दिखाता है विषाक्तता 320 मिलीग्राम/किग्रा, जबकि मौखिक विषाक्तता 5000 मिलीग्राम/किग्रा से ऊपर है।[73][74] धातु की धूल आग और विस्फोट का खतरा प्रस्तुत करती है।[75]


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बाहरी संबंध

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