युरोपियम

Europium, ₆₃Eu

File:Europium.jpg
Europium
उच्चारण	/jʊˈroʊpiəm/ ​(yuu-ROH-pee-əm)
दिखावट	silvery white, with a pale yellow tint; but rarely seen without oxide discoloration
Standard atomic weight Ar°(Eu)	151.964±0.001 151.96±0.01 (abridged)
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
समूह	group n/a
अवधि	period 6
ब्लॉक	f-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास	[Xe] 4f7 6s2
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन	2, 8, 18, 25, 8, 2
भौतिक गुण
Phase at STP	solid
गलनांक	1099 K ​(826 °C, ​1519 °F)
क्वथनांक	1802 K ​(1529 °C, ​2784 °F)
Density (near r.t.)	5.244 g/cm3
when liquid (at m.p.)	5.13 g/cm3
संलयन की गर्मी	9.21 kJ/mol
Heat of vaporization	176 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता	27.66 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 राज्य	0, +2, +3 (a mildly basic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटी	Pauling scale: 1.2
Ionization energies	1st: 547.1 kJ/mol 2nd: 1085 kJ/mol 3rd: 2404 kJ/mol
परमाणु का आधा घेरा	empirical: 180 pm
सहसंयोजक त्रिज्या	198±6 pm
File:Europium spectrum visible.png Spectral lines of europium
अन्य गुण
प्राकृतिक घटना	primordial
क्रिस्टल की संरचना	​body-centered cubic (bcc) File:Cubic-body-centered.svg
थर्मल विस्तार	poly: 35.0 µm/(m⋅K) (at r.t.)
ऊष्मीय चालकता	est. 13.9 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकता	poly: 0.900 µΩ⋅m (at r.t.)
चुंबकीय आदेश	paramagnetic
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता	+34000.0×10−6 cm3/mol
यंग मापांक	18.2 GPa
कतरनी मापांक	7.9 GPa
थोक मापांक	8.3 GPa
पॉइसन अनुपात	0.152
विकर्स कठोरता	165–200 MPa
CAS नंबर	7440-53-1
History
नामी	after Europe
खोज और पहला अलगाव	Eugène-Anatole Demarçay (1896, 1901)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct

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। 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।

विशेषताएँ

भौतिक गुण

File:Eu-Block.jpg

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।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।

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। हालाँकि जिस प्रायोगिक साक्ष्य पर यह दावा आधारित है उसे चुनौती दी गई है, और अतिचालकता की रिपोर्ट करने वाला पेपर बाद में वापस ले लिया गया है। यदि यह अतिचालक बन जाता है तो ऐसा माना जाता है क्योंकि युरोपियम धात्विक अवस्था में वैलेंस (रसायन विज्ञान) है, 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। 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:

4 Eu + 3 O₂ → 2 Eu₂O₃

युरोपियम तनु सल्फ्यूरिक एसिड में आसानी से घुलकर हल्का गुलाबी रंग का हो जाता है [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। 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।

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, 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. इस तत्व में 17 मेटा अवस्थाएँ भी हैं, जिनमें सबसे स्थिर स्थिति है ^{150 मी}यूरोपीय संघ (t_1/2=12.8 घंटे), ^152m1Eu (t_1/2=9.3116 घंटे) और ^152m2Eu (t_1/2=96 मिनट)। 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।

यूरोपियम एक परमाणु विखंडन उत्पाद के रूप में

Medium-lived
fission products

	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 द्वार�