యూరోపియం

యూరోపియం (Eu) పరమాణు సంఖ్య 63 కలిగిన రసాయన మూలకం. లాంతనైడ్లన్నిటి లోకీ యూరోపియం అత్యంత రియాక్టివుగా ఉంటుంది. వాతావరణ ఆక్సిజన్ తో లేదా తేమతో చర్య నొందకుండా రక్షించడానికి దీన్ని జడ ద్రవం కింద నిల్వ చేయాల్సి ఉంటుంది. యూరోపియం అత్యంత మృదువైన లాంతనైడ్ కూడా. ఎంత మృదువైనదంటే వేలిగోలుతో దీనిపై చొట్ట పెట్టవచ్చు. కత్తితో సులభంగా కోయవచ్చు. ఆక్సీకరణ పొరను తీసేసినపుడు మెరిసే-తెల్లటి లోహం కనిపిస్తుంది. యూరోపియంను 1901 లో వేరుచేసి దీనికి ఐరోపా ఖండం పేరే పెట్టారు.  లాంథనైడ్ శ్రేణిలో సభ్యుడైన  యూరోపియంకు సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితి +3. అయితే ఆక్సీకరణ స్థితి +2 కూడా సాధారణమే. ఆక్సీకరణ స్థితి +2తో ఉండే యూరోపియం సమ్మేళనాలు స్వల్పంగా తగ్గుతున్నాయి. జీవుల్లో యూరోపియమ్‌కు ఎటువంటి ముఖ్యమైన పాత్ర లేదు. సాపేక్షంగా ఇది విషపూరితం కాదు. యూరోపియంను వాడే చోట్ల ఎక్కువగా దాని సమ్మేళనాలకు ఉండే ఫాస్ఫారసెన్స్‌ గుణాన్ని ఉపయోగించుకునేవే. యూరోపియం భూమిపై ఉన్న అరుదైన-భూ మూలకాలలోకేల్లా అరుదైన వాటిలో ఒకటి.

లక్షణాలు

భౌతిక లక్షణాలు 
యూరోపియం, సీసంతో సమానమైన కాఠిన్యం కలిగి, సాగే గుణమున్న లోహం. ఇది బాడీ సెంటర్‌డ్ క్యూబిక్ లాటిస్‌లో స్ఫటికీకరిస్తుంది.  యూరోపియం యొక్క కొన్ని లక్షణాలు దాని సగం నిండిన ఎలక్ట్రాన్ షెల్ ద్వారా బలంగా ప్రభావితమవుతాయి. లాంథనైడ్‌లన్నిటి లోకీ యూరోపియం రెండవ అతి తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం, అత్యల్ప సాంద్రత కలిగి ఉన్న మూలకం. 

యూరోపియంను 1.8 K ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువకు, 80 GPa కంటే ఎక్కువ పీడనానికి గురిచేసినపుడూ అది సూపర్ కండక్టర్‌గా మారుతుంది.  అయితే ఈ దావాకు ఆధారంగా ఉన్న ప్రయోగ సాక్ష్యానికి సవాలు ఎదురైంది.  సూపర్ కండక్టివిటీ గురించి రాసిన పత్రిక దాన్ని ఉపసంహరించుకుంది.  అది ఒక సూపర్ కండక్టర్‌గా మారడమంటూ జరిగితే, యూరోపియం లోహ స్థితిలో ఉన్నపుడు డైవాలెంట్‌గాను,  ప్రయోగించిన పీడనం వలన ట్రైవాలెంట్ స్థితికి మారుతుంది కాబట్టి ఇది సంభవిస్తుందని భావిస్తున్నారు. డైవాలెంట్ స్థితిలో, బలమైన స్థానిక మాగ్నెటిక్ మూమెంట్ (J = 7/2 ) సూపర్ కండక్టివిటీని అణిచివేస్తుంది. ఈ స్థానిక మూమెంట్‌ను తొలగించడం ద్వారానే సూపర్ కండక్టివిటీ ఏర్పడుతుంది (Eu 3+ లో J = 0 ).

రసాయన లక్షణాలు 
అరుదైన-భూ మూలకాల్లో యూరోపియం అత్యంత రియాక్టివుగా ఉంటుంది. ఇది గాలిలో వేగంగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. సెంటీమీటర్-పరిమాణంలో ఉన్న యూరోపియం ఆక్సీకరణ కొద్ది రోజులలో జరిగిపోతుంది.  నీటితో దాని క్రియాశీలత కాల్షియంతో పోల్చవచ్చు. ఈ  ప్రతిచర్య సమీకరనం ఇది:

 2 Eu + 6 H 2 O → 2 Eu(OH) 3 + 3 H 2

అధిక రియాక్టివిటీ కారణంగా, ఘనరూప యూరోపియం నమూనాలు మినరల్ ఆయిల్ యొక్క రక్షిత పొరతో పూసినప్పటికీ, తాజా లోహపు మెరిసే రూపం చాలా అరుదుగా కనిపిస్తుంది. యూరోపియం 150 నుండి 180 °C వద్ద గాలిలో మండి యూరోపియం(III) ఆక్సైడ్ ఏర్పరుస్తుంది:  

 4 Eu + 3 O 2 → 2 Eu 2 O 3

యూరోపియం పలచబరిచిన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంలో తక్షణమే కరిగి, లేత గులాబీ రంగులో ఉండే [Eu(H2O)9] 3+  ద్రావణాలను ఏర్పరుస్తుంది:

 2 Eu + 3 H 2 SO 4 + 18 H 2 O → 2 [Eu(H 2 O) 9 ] 3+ + 3   + 3 హెచ్ 2

ఐసోటోపులు 
సహజంగా లభించే యూరోపియం, 151Eu, 153Eu అనే 2 ఐసోటోప్‌లతో కూడుకుని ఉంటుంది. ఇవి దాదాపు సమాన నిష్పత్తిలో ఉంటాయి; 153Eu కొంచెం ఎక్కువ సమృద్ధిగా ఉంది (52.2% ప్రాకృతిక సమృద్ధి ). 153Eu స్థిరంగా ఉండగా, 151Eu  అర్ధ-జీవితంతో ఆల్ఫా క్షయం చెందుతుందని 2007 లో కనుగొన్నారు.  అంటే ప్రతి కిలోగ్రాము సహజ యూరోపియంలో రెండు నిమిషాలకు ఒక 1 ఆల్ఫా క్షయం జరుగుతుంది. ఈ విలువ సైద్ధాంతిక అంచనాలకు దగ్గరగా ఉంది. సహజ రేడియో ఐసోటోప్ 151Eu తో పాటు, మరో 35 కృత్రిమ రేడియో ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి. వీటిలో 36.9 సంవత్సరాల అర్ధ-జీవితమున్న 150Eu, 13.516 సంవత్సరాల అర్ధ-జీవితమున్న 152Eu, 8.593 సంవత్సరాల అర్ధ జీవితమున్న 154Eu లు వీటిలో అత్యంత స్థిరమైనవి. మిగిలిన అన్ని రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు 4.7612 సంవత్సరాల కంటే తక్కువ అర్ధ-జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి. వీటిలో ఎక్కువ వాటి అర్ధ జీవితం 12.2 సెకన్ల కంటే తక్కువ ఉంటుంది. ఈ మూలకానికి 8 మెటా స్థితులు ఉన్నాయి. వీటిలో అత్యంత స్థిరమైనది 150m Eu ( t 1/2 =12.8 గంటలు), 152m1 Eu ( t 1/2 =9.3116 గంటలు), 152m2 Eu ( t 1/2 =96 నిమిషాలు).

సంభవించిన 

యూరోపియం ఒక స్వేచ్ఛా మూలకంగా ప్రకృతిలో లభించదు. యూరోపియం కలిగిన ఖనిజాలు అనేకం ఉన్నాయి. వాటిలో ముఖ్యమైనవి బాస్ట్నాసైట్, మోనాజైట్, జెనోటైమ్, లోపరైట్-(Ce) .  చంద్రుని రెగోలిత్‌లో  Eu–O లేదా Eu–O–C వ్యవస్థ దశను గుర్తించినప్పటికీ, యూరోపియం-ఆధిపత్య మూలకంగా ఉండే ఖనిజాలేవీ ఇంకా తెలియరాలేదు.

ఉత్పత్తి 
యూరోపియం ఇతర అరుదైన-భూ మూలకాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, వాటితో కలిసే తవ్వబడుతుంది. తరువాత ప్రాసెసింగ్ సమయంలో అరుదైన-భూ మూలకాల విభజన జరుగుతుంది. అరుదైన-భూమి మూలకాలు బాస్ట్నాసైట్, లోపరైట్-(సి), జెనోటైమ్, మోనజైట్ ఖనిజాలలో వెలికి తీయదగినంత పరిమాణంలో కనిపిస్తాయి. బాస్ట్నసైట్ అనేది సంబంధిత ఫ్లోరోకార్బోనేట్‌ల సమూహం, Ln(CO3)(F,OH). మోనజైట్ అనేది ఆర్థోఫాస్ఫేట్ ఖనిజాల  యొక్క సంబంధిత సమూహం  (Ln అనేది ప్రోమెథియం మినహా అన్ని లాంతనైడ్‌ల మిశ్రమాన్ని సూచిస్తుంది), లోపరైట్-(Ce) ఒక ఆక్సైడ్, జెనోటైమ్ అనేది ఆర్థోఫాస్ఫేట్ (Y,Yb,Er,. . . ) PO 4 . మోనాజైట్‌లో థోరియం, యట్రియం కూడా ఉన్నాయి. ఇందులోని థోరియం, దాని క్షయం ఉత్పత్తుల రేడియోధార్మికత కారణంగా ఈ ఖనిజ నిర్వహణ క్లిష్టంగా ఉంటుంది. ధాతువు నుండి వెలికితీత, ఒక్కో లాంఠనైడ్‌ను వేరుచేయడం కోసం, అనేక పద్ధతులను అభివృద్ధి చేసారు. ఏ పద్ధతిని అనుసరించాలి అనేది ధాతువు సాంద్రత, కూర్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ధాతువును కాల్చడం, తర్వాత ఆమ్ల క్షార లీచింగ్, లాంథనైడ్‌ల సాంద్రతను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఖనిజంలో ప్రబలంగా ఉన్న లాంతనైడ్ సీరియం అయితే, అది సిరియం(III) నుండి సిరియం(IV)కి మార్చబడుతుంది, ఆ తరువాత అవక్షేపించబడుతుంది. ద్రావకం వెలికితీత లేదా అయాన్ మార్పిడి క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా మరింత వేరుచేయడం యూరోపియం సమృద్ధిగా ఉన్న భిన్నాన్ని అందిస్తుంది. ఈ భిన్నం జింక్, జింక్/అమాల్గమ్, విద్యుద్విశ్లేషణ లేదా యూరోపియం(III)ని యూరోపియం(II)గా మార్చే ఇతర పద్ధతులతో తగ్గించబడుతుంది. యూరోపియం(II) క్షార మృత్తిక లోహాల మాదిరిగానే ప్రతిస్పందిస్తుంది. అందువల్ల ఇది కార్బోనేట్‌గా అవక్షేపించబడుతుంది లేదా బేరియం సల్ఫేట్‌తో సహ-అవక్షేపించబడుతుంది.  కరిగిన EuCl 3, NaCl (లేదా CaCl 2 ) మిశ్రమాన్ని గ్రాఫైట్ సెల్‌లో విద్యుద్విశ్లేషణ చెయ్యడం ద్వారా యూరోపియం లోహం అందుబాటులో ఉంటుంది. ఈ గ్రాఫైట్‌ను యానోడ్‌గా పనిచేస్తుంది. ఇందులో వచ్చే ఇతర ఉత్పత్తి క్లోరిన్ వాయువు.

ఉపయోగాలు 

చాలా ఇతర మూలకాలతో పోలిస్తే, యూరోపియం వాణిజ్యపరమైన ప్రయోజనాలు చాలా తక్కువ. దాని ఫాస్ఫారసెన్స్ కారణంగా మాత్రమే +2 లేదా +3 ఆక్సీకరణ స్థితిలో దీన్ని వాణిజ్యపరంగా వాడతారు.

సరసమైన సూపర్ కండక్టింగ్ మాగ్నెట్‌లు రావడంతో దాదాపుగా పక్కన పెట్టేసిన వాడుక -షిఫ్ట్ రియేజెంట్‌లుగా యూ(ఫాడ్)<sub id="mwAfY">3</sub> వంటి యూరోపియం కాంప్లెక్స్‌లను NMR స్పెక్ట్రోస్కోపీలో ఉపయోగించడం. Eu(hfc) 3 వంటి చిరల్ షిఫ్ట్ రియాజెంట్‌లు ఇప్పటికీ ఎన్‌యాంటియోమెరిక్ స్వచ్ఛతను గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

గమనికలు

మూలాలు 

మూలకాలు