Európio, o símbolo é Eu e o número atômico é 63. Como um membro típico dos lantanídeos, o európio geralmente tem valência +3, mas a valência de oxigênio +2 também é comum. Existem menos compostos de európio com valência +2. Comparado a outros metais pesados, o európio não tem efeitos biológicos significativos e é relativamente atóxico. A maioria das aplicações do európio utiliza o efeito de fosforescência dos compostos de európio. O európio é um dos elementos menos abundantes no universo; existem apenas cerca de 5 no universo × 10-8% da substância é európio.
O európio existe na monazita
A descoberta do európio
A história começa no final do século XIX: naquela época, cientistas de renome começaram a preencher sistematicamente as vagas restantes na tabela periódica de Mendeleev, analisando o espectro de emissão atômica. Hoje em dia, essa tarefa não é difícil, e um estudante de graduação pode realizá-la; mas, naquela época, os cientistas dispunham apenas de instrumentos de baixa precisão e amostras difíceis de purificar. Portanto, ao longo de toda a história da descoberta dos lantanídeos, todos os "quase" descobridores continuaram fazendo afirmações falsas e discutindo entre si.
Em 1885, Sir William Crookes descobriu o primeiro, mas não muito claro, sinal do elemento 63: ele observou uma faixa espectral vermelha específica (609 nm) em uma amostra de samário. Entre 1892 e 1893, o descobridor do gálio, samário e disprósio, Paul émile LeCoq de Boisbaudran, confirmou essa faixa e descobriu outra faixa verde (535 nm).
Em seguida, em 1896, Eugène Anatole Demar ç ay separou pacientemente o óxido de samário e confirmou a descoberta de um novo elemento de terra rara localizado entre o samário e o gadolínio. Ele separou esse elemento com sucesso em 1901, marcando o fim da jornada de descoberta: "Espero nomear esse novo elemento como Európio, com o símbolo Eu e a massa atômica de aproximadamente 151."
Configuração eletrônica
Configuração eletrônica:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7
Embora o európio seja geralmente trivalente, ele é propenso a formar compostos divalentes. Este fenômeno é diferente da formação de compostos de valência +3 pela maioria dos lantanídeos. O európio divalente tem uma configuração eletrônica de 4f7, já que a camada f semi-preenchida fornece mais estabilidade, e o európio (II) e o bário (II) são semelhantes. O európio divalente é um agente redutor suave que oxida no ar para formar um composto de európio (III). Sob condições anaeróbicas, especialmente condições de aquecimento, o európio divalente é suficientemente estável e tende a ser incorporado ao cálcio e outros minerais alcalino-terrosos. Este processo de troca iônica é a base da "anomalia de európio negativo", isto é, comparado com a abundância de condrita, muitos minerais lantanídeos como a monazita têm baixo teor de európio. Comparada à monazita, a bastnaesita frequentemente exibe menos anomalias de európio negativo, então a bastnaesita também é a principal fonte de európio.
O európio é um metal cinza-ferro com ponto de fusão de 822 °C, ponto de ebulição de 1597 °C e densidade de 5,2434 g/cm³; é o elemento menos denso, mais macio e mais volátil entre os elementos de terras raras. O európio é o metal mais ativo entre os elementos de terras raras: à temperatura ambiente, perde imediatamente seu brilho metálico no ar e oxida-se rapidamente em pó; reage violentamente com água fria para gerar gás hidrogênio; o európio pode reagir com boro, carbono, enxofre, fósforo, hidrogênio, nitrogênio, etc.
Aplicação de Európio
Sulfato de európio emite fluorescência vermelha sob luz ultravioleta
Georges Urbain, um jovem químico de destaque, herdou o instrumento de espectroscopia de Demar ç ay e descobriu que uma amostra de óxido de ítrio(III) dopada com európio emitia luz vermelha muito brilhante em 1906. Este é o início da longa jornada dos materiais fosforescentes de európio — usados não apenas para emitir luz vermelha, mas também luz azul, porque o espectro de emissão do Eu2+ está dentro dessa faixa.
Um fósforo composto por emissores vermelho Eu3+, verde Tb3+ e azul Eu2+, ou uma combinação deles, pode converter luz ultravioleta em luz visível. Esses materiais desempenham um papel importante em diversos instrumentos ao redor do mundo: telas intensificadoras de raios X, tubos de raios catódicos ou telas de plasma, bem como lâmpadas fluorescentes e diodos emissores de luz de baixo consumo de energia.
O efeito de fluorescência do európio trivalente também pode ser sensibilizado por moléculas aromáticas orgânicas, e tais complexos podem ser aplicados em diversas situações que exigem alta sensibilidade, como tintas antifalsificação e códigos de barras.
Desde a década de 1980, o európio tem desempenhado um papel de liderança em análises biofarmacêuticas altamente sensíveis, utilizando o método de fluorescência fria com resolução temporal. Na maioria dos hospitais e laboratórios médicos, essa análise tornou-se rotina. Na pesquisa em ciências da vida, incluindo imagens biológicas, sondas biológicas fluorescentes feitas de európio e outros lantanídeos são onipresentes. Felizmente, um quilo de európio é suficiente para realizar aproximadamente um bilhão de análises – após o governo chinês restringir recentemente as exportações de terras raras, os países industrializados, em pânico devido à escassez de armazenamento de elementos de terras raras, não precisam se preocupar com ameaças semelhantes a essas aplicações.
O óxido de európio é usado como fósforo de emissão estimulada em um novo sistema de diagnóstico médico por raios X. O óxido de európio também pode ser usado na fabricação de lentes coloridas e filtros optoeletrônicos, em dispositivos de armazenamento de bolhas magnéticas e em materiais de controle, materiais de blindagem e materiais estruturais de reatores atômicos. Como seus átomos podem absorver mais nêutrons do que qualquer outro elemento, é comumente usado como material para absorção de nêutrons em reatores atômicos.
No mundo em rápida expansão de hoje, a aplicação recentemente descoberta do európio pode ter impactos profundos na agricultura. Cientistas descobriram que plásticos dopados com európio divalente e cobre univalente podem converter eficientemente a parte ultravioleta da luz solar em luz visível. Esse processo é bastante ecológico (são as cores complementares do vermelho). O uso desse tipo de plástico para construir uma estufa pode permitir que as plantas absorvam mais luz visível e aumentem a produtividade das colheitas em aproximadamente 10%.
O európio também pode ser aplicado em chips de memória quântica, que podem armazenar informações de forma confiável por vários dias consecutivos. Esses chips permitem que dados quânticos sensíveis sejam armazenados em um dispositivo semelhante a um disco rígido e enviados para todo o país.
Horário da publicação: 27/06/2023