Europium

A később az európiumnak tulajdonított első spektrumvonalakat Crookes ( 1886 ) és Lecoq de Boisbaudran ( 1892 ) figyelte meg. Demarcet 1896 -ban fedezte fel az elem spektrumának egy sávját a szamárium földjén , majd 1901- ben sikerült elkülönítenie az elemet, leírta és elnevezte Európáról [3] .

A természetben lenni

Betétek

Az europium a lantanidok része , amelyek gyakran megtalálhatók Oroszországban , Kazahsztánban , az USA -ban , Ausztráliában , Brazíliában , Indiában és Skandináviában . A világ legnagyobb európium-lelőhelye Kenyában található [4] . Jelentős készletek vannak a ritkaföldfém ásványok mélyvízi lelőhelyében a csendes-óceáni Minamitori sziget közelében , Japán kizárólagos gazdasági övezetében [5] .

Fizikai tulajdonságok

Az európium atom teljes elektronkonfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 7

Az europium (tiszta formájában) puha, ezüstös-fehér fém . Szokatlanul alacsony a sűrűsége (5,243 g/cm3), olvadáspontja (826 °C) és forráspontja (1440 °C) a gadolínium és szamárium elemek periódusos rendszerében szereplő szomszédaihoz képest . Ezek az értékek ellentmondanak a lantanid összehúzódás jelenségének, amely az európium atom [Xe] 4f 7 6s 2 elektronkonfigurációjának a tulajdonságaira gyakorolt hatása miatt következik be . Mivel az európium atom f elektronhéja félig meg van töltve, csak két elektron áll rendelkezésre a fémes kötés kialakításához , amelyek vonzása az atommaghoz gyengül, és az atom sugarának jelentős növekedéséhez vezet. Hasonló jelenség figyelhető meg az itterbium atom esetében is . Normál körülmények között az európiumnak van egy köbös test -központú kristályrácsa, amelynek rácsállandója 4,581 Å. Nagy nyomáson kristályosítva az európium a kristályrács további két módosulatát képezi. Ebben az esetben a növekvő nyomású módosítások sorrendje eltér a többi lantanidok ilyen sorrendjétől, ami az itterbiumban is megfigyelhető . Az első fázisátalakulás 12,5 GPa feletti nyomáson megy végbe, míg az európium hatszögletű kristályrácsot képez, melynek paraméterei a = 2,41 Å és c = 5,45 Å. 18 GPa feletti nyomáson az európium hasonló hatszögletű kristályrácsot képez, sűrűbb töltettel. Egyes vegyületek kristályrácsába ágyazott európium - ionok intenzív fluoreszcenciát képesek produkálni , a kibocsátott fény hullámhossza az európiumionok oxidációs állapotától függ . Az Eu 3+ gyakorlatilag függetlenül attól, hogy melyik anyag kristályrácsába van beágyazva, 613 és 618 nm hullámhosszú fényt bocsát ki, ami intenzív vörös színnek felel meg. Éppen ellenkezőleg, az Eu 2+ maximális emissziója erősen függ a befogadó anyag kristályrácsának szerkezetétől, és például bárium-magnézium-aluminát esetén a kibocsátott fény hullámhossza 447 nm, és kb. a spektrum kék része, stronciumaluminát (SrAl 2 O 4 :Eu 2+ ) esetén a hullámhossz 520 nm és a látható fény spektrumának zöld részében van. 80 GPa [6] nyomáson és 1,8 K hőmérsékleten az európium szupravezető tulajdonságokat szerez .

Izotópok

A természetes európium két izotópból áll, 151 Eu és 153 Eu, körülbelül 1:1 arányban. Az Europium-153 természetes előfordulása 52,2%, és stabil. Az europium-151 izotóp a természetes európium 47,8%-át teszi ki. Nemrég [7] fedezték fel gyenge alfa-radioaktivitását , felezési ideje körülbelül 5 × 10 18 év , ami körülbelül 1 bomlásnak felel meg 2 percenként egy kilogramm természetes európiumban. Ezen a természetes radioizotópon kívül az európium 35 mesterséges radioizotópját hozták létre és tanulmányozták, amelyek közül 150 Eu (felezési idő 36,9 év), 152 Eu (13,516 év) és 154 Eu (8,593 év) a legstabilabb. 8 metastabil gerjesztett állapot is megtalálható , amelyek közül a legstabilabbak a 150 m Eu (12,8 óra), 152 m1 Eu ( 9,3116 óra) és 152 m2 Eu (96 perc) [8] .

Kémiai tulajdonságok

Az europium egy tipikus aktív fém, és a legtöbb nemfémmel reagál. A lantanid csoportba tartozó europium a legmagasabb reakcióképességű. Levegőn gyorsan oxidálódik, a fém felületén mindig van oxidfilm. Üvegekben vagy ampullákban folyékony paraffinréteg alatt vagy kerozinban tárolva . Levegőn 180 °C-ra melegítve meggyullad és ég, európium(III)-oxid képződésével.

$\mathrm {4\ Eu+3\ O_{2}\longrightarrow 2\ Eu_{2}O_{3}}$

Nagyon aktív, szinte minden fémet képes kiszorítani a sóoldatokból. A vegyületekben, mint a legtöbb ritkaföldfém elem , túlnyomórészt +3 oxidációs állapotot mutat , bizonyos körülmények között (például elektrokémiai redukció, cink-amalgám redukció stb.) +2 oxidációs állapot érhető el. Ezenkívül a redox körülmények megváltoztatásakor +2 és +3 oxidációs állapot érhető el, amely megfelel az Eu 3 O 4 kémiai képletű oxidnak . Az europium a hidrogénnel nem sztöchiometrikus fázisokat képez, amelyekben a hidrogénatomok az európium atomok közötti kristályrács réseiben helyezkednek el. Az europium az ammóniában kék oldat képződésével oldódik, ami az alkálifémek hasonló oldataihoz hasonlóan szolvatált elektronok képződésének köszönhető .

Getting

Az europium fémet az Eu 2 O 3 vákuumban lantánnal vagy szénnel történő redukálásával, valamint az EuCl 3 olvadék elektrolízisével nyerik .

Alkalmazás

Atomenergia

Az európiumot az atomenergia-technikában neutronelnyelőként (főleg európium-oxid , európium- hexaborid és európium-borát ) használják atomreaktorokban , de az oxid fokozatosan „kiég”, és élettartamát tekintve másfélszer rosszabb, mint a bór-karbid (bár előnye, hogy szinte teljesen hiányzik a gázfejlődés és a duzzadás erős neutronfluxusban, például a BN-600 reaktorban ). Az európium (izotópok természetes keveréke) termikus neutronbefogásának keresztmetszete körülbelül 4500 barn , és az europium-151 a legaktívabb a neutronbefogás szempontjából ( 9200 barn ).

Atom hidrogénenergia

Az európium-oxidot a víz termokémiai lebontásában használják mag-hidrogén energiában (europium-stroncium-jodid körfolyamat).

Lézeres anyagok

Az európium-ionokat a spektrum látható tartományában 0,61 mikron hullámhosszúságú lézersugárzás generálására használják (narancssárga sugarak), így az európium-oxidot szilárdtest- és kevésbé elterjedt folyékony lézerek létrehozására használják.

Elektronika

Az europium a szamárium-monoszulfid (termoelektromos generátorok) adalékanyaga , valamint ötvöző komponens gyémántszerű (szuperkemény) szén-nitrid szintéziséhez .

Az europium - szilicid vékony filmek formájában alkalmazható az integrált mikroelektronikában .

Az európium -monoxidot, valamint az európium- monoxid és a szamárium-monoxid ötvözetét vékony filmek formájában használják mágneses félvezető anyagként a funkcionális elektronika és különösen az MIS elektronika számára.

Phosphors

Az europium a katódsugaras és színes plazmaképernyőkben használt foszforok nélkülözhetetlen összetevője .
Az euróbankjegyek európium-alapú foszforral hamisításbiztosak.
Az europium-volframát a mikroelektronikában használt foszfor.
Az európiummal adalékolt stroncium-borátot foszforként használják feketefényű lámpákban .

Orvostudomány

Az europium- kationokat az orvosi diagnosztikában fluoreszcens szondákként használják. Az európium radioaktív izotópjait a rák bizonyos formáinak kezelésére használják .

Egyéb felhasználások

Az európium brómmal, klórral és jóddal alkotott fényérzékeny vegyületeit intenzíven tanulmányozzák.
Az Europium-154 nagy hőleadási sebességgel rendelkezik a radioaktív bomlás során, és radioizotópos energiaforrások forrásaként javasolták .

A vízminőségre gyakorolt hatás

A vízzel való reakcióban az európium kémiailag úgy viselkedik, mint a kalcium. 6 alatti pH - értéken az európium ionos formában képes vándorolni a vízben. Magasabb pH-értékeken az európium rosszul oldódó és ennek megfelelően kevésbé mozgékony hidroxidokat képez. A légköri oxigénnel való érintkezéskor további oxidáció megy végbe Eu 2 O 3 -dá . Az europium maximális megfigyelt koncentrációja a természetes, alacsony ásványianyag-tartalmú vizekben kevesebb, mint 1 μg/l (tengervízben - 1,1⋅10 -6 mg/l ). A vízminőségre gyakorolt hatás ezeknél a koncentrációknál elhanyagolhatónak tűnik. A maximálisan megengedhető koncentrációt (MPC) a vízben csak az orosz szabványok szabványosítják, és (ivóvíz esetén) 0,3 mg / l .

A testbe jutás útvonalai

Az europium emberi szervezetbe jutásának valószínűsége elhanyagolhatónak tűnik. Talán az európium bejutása a szervezetbe vízzel mikroszkopikus mennyiségben. Nem zárhatjuk ki annak lehetőségét, hogy az europiumvegyületekkel munkahelyükön érintkezésbe kerülő személyek szervezetbe más módon is bejussanak.

Lehetséges egészségügyi veszély

Az europium alacsony toxikus elem. Nincs információ az európium expozíció emberi szervezetre gyakorolt hatásairól.

Fiziológiai jelentősége

Jelenleg nincs bizonyíték az európium emberi szervezetben betöltött biológiai szerepére.

Árak

Az europium az egyik legdrágább lantanid [9] . 2014-ben a fémes europium EBM-1 ára 800 és 2000 USD között mozgott kilogrammonként, a 99,9%-os tisztaságú európium-oxidé pedig körülbelül 500 dollár kilogrammonként.

Jegyzetek

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Az elemek atomi tömegei 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Kt. 85 , sz. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
↑ Szerkesztőség: Knunyants I. L. (főszerkesztő). Chemical Encyclopedia: 5 kötetben - Moszkva: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - S. 126. - 671 p. — 100.000 példány.
↑ Europium // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
↑ Kenya ásványai . Hozzáférés dátuma: 2015. november 16. Az eredetiből archiválva : 2015. november 17. (határozatlan)
↑ A mélytengeri iszapban rejlő óriási potenciál ritkaföldfém-elemek forrásaként . Letöltve: 2019. január 1. Az eredetiből archiválva : 2019. január 23. (határozatlan)
↑ Compulent (elérhetetlen link)
↑ Belli P., Bernabei R., Cappella F., Cerulli R., Dai C., Danevich F., Dangelo A., Incicchitti A., Kobychev V., Nagorny SS, Nisi S., Nozzoli F., Prosperi D ., Tretyak VI, Yurchenko SS Search for α decay of natural europium (angol) // Nuclear Physics A : Journal. - 2007. - Vol. 789 . - 15-29 . o . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001 . - Iránykód .
↑ Nucleonica. Nucleonica: Univerzális nukliddiagram . Nucleonica: Univerzális nukliddiagram . Nucleonica (2007–2011). Letöltve: 2011. július 22. Az eredetiből archiválva : 2017. február 19. (határozatlan)
↑ Az elemek periódusos rendszere - Europium . Letöltve: 2010. május 26. Az eredetiből archiválva : 2010. március 17.. (határozatlan)

Linkek

A WebElements Europium-adatai archiválva 2015. november 19-én a Wayback Machine -nél .
Sinha SP Europium. / Springer-Verlag New York Inc., 1967. - 164 p. - (Anorganische und allgemeine Chemie in Einzeldarstellungen. Herausgegeben von Margot Becke-Goehring. Band VIII).

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy norvég Nagy orosz Brockhaus és Efron Kis Brockhaus és Efron Britannica (online) Treccani Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4153210-7 J9U : 987007560305105171 LCCN : sh85045863

Europium vegyületek

európium(III)-acetát (Eu(CH 3 COO) 3 ) európium-borid (EuB 6 ) európium(III)-bromát (Eu(BrO 3 ) 3 ) európium(II)-bromid (EuBr 2 ) európium(III)-bromid (EuBr 3 ) európium(III)-volframát (Eu 2 (WO 4 ) 3 ) európium(II)-hidrid (EuH 2 ) európium(III)-hidrid (EuH 3 ) európium(II)-hidroxid (Eu(OH) 2 H2O ) _ európium(III)-hidroxid (Eu(OH) 3 ) európium(III)-hidroxid (EuO(OH)) európium(III)-szulfid-dioxid (Eu 2 O 2 S) európium(II)-jodid (EuI 2 ) európium(III)-jodid (EuI 3 ) európium-karbid (EuC 2 ) európium(II)-karbonát (EuCO 3 ) európium(III)-karbonát (Eu 2 (CO 3 ) 3 ) európium(III)-nitrát (Eu(NO 3 ) 3 ) európium(III) -nitrid (EuN) európium(III)-nitrit (Eu(NO 2 ) 3 ) európium(II ) -oxalát ( EuC2O4 H2O ) _ európium(III)-oxalát (Eu 2 (C 2 O 4 ) 3 ) európium(II)-oxid (EuO) európium(II,III)-oxid (Eu 3 O 4 ) európium(III)-oxid (Eu 2 O 3 ) európium(III)-oxid-bromid (EuOBr) európium(III)-oxid-jodid (EuOI) európium(III)-oxid-klorid (EuOCl) Európium(III)-ortoszilikát (Eu 4 (SiO 4 ) 3 ) európium(III)-perklorát (Eu(ClO 4 ) 3 ) európium(III)-szelenát (Eu 2 (SeO 4 ) 3 ) Europium(II) -szelenid (EuSe) Európium (III)-szilikát (Eu 2 (SiO 3 ) 3 ) európium-szilicid (EuSi 2 ) európium(II) -szulfát (EuSO 4 ) európium(III)-szulfát (Eu 2 (SO 4 ) 3 ) európium(II)-szulfid (EuS) európium(III)-szulfid (Eu 2 S 3 ) európium(III)-szulfit (Eu 2 (SO 3 ) 3 ) Europium(II) -tellurid (EuTe) európium(III)-tellurid (Eu 2 Te 3 ) Trieurópium(III)-tetraoxid-bromid (Eu 3 OBr 4 ) európium(III)-titanát (Eu 2 (TiO 3 ) 3 ) Europium(III)-formiát (Eu(COOH) 3 ) európium(II)-foszfát (Eu 3 (PO 4 ) 2 ) európium(III)-foszfát (EuPO 4 ) európium(III)-foszfid (EuP) európium(II)-fluorid (EuF 2 ) európium(III)-fluorid (EuF 3 ) európium(II)-klorid (EuCl 2 ) európium(III)-klorid (EuCl 3 ) európium(III)-kromát (Eu 2 (CrO 4 ) 3 )

D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere

egy

egy