Останній рідкісноземельний елемент церієвої підгрупи - європій - так само, як і його сусіди за таблицею Менделєєва, входить до найбільш сильних поглиначів теплових нейтронів. На цьому базується його застосування в атомній техніці та техніці захисту від випромінювань.
Як матеріал протинейтронного захисту елемент № 63 цікавий тим, що його природні ізотопи 151 Eu і 153 Eu, поглинаючи нейтрони, перетворюються на ізотопи, у яких майже так само великий переріз захоплення теплових нейтронів.
Радіоактивний європій, отриманий в атомних реакторах, використовували для лікування деяких форм раку.
Важливого значення набув європій як активатор люмінофорів. Зокрема, окис, оксисул'фід та ортованадат ітрію YV0 4 , що використовуються для отримання червоного кольору на телевізійних екранах, активуються мікро-домішками європію. Мають практичне значення та інші люмінофори, активовані європієм. Основу їх складають сульфіди цинку та стронцію, фториди натрію та кальцію, силікати кальцію та барію.
Відомо, що європієм, відокремленим від інших лантаноїдів, намагалися легувати деякі спеціальні сплави, зокрема, сплави на основі цирконію.
Елемент № 63 не у всьому подібний до інших рідкісноземельних елементів. - найлегший з лантаноїдів, його густина всього 5,245 г/см 3 . У європія найбільші з усіх лантаноїдів атомний радіус і атомний об'єм. З цими «аномаліями» властивостей елемента № 63 деякі дослідники пов'язують і той факт, що з усіх рідкісноземельних елементів європій - найменш стійкий до дії вологого повітря і води, що корродує.
Реагуючи з водою, європій утворює розчинне з'єднання Eu(0Н) 2 *2Н 2 0. Воно жовтого кольору, але при зберіганні поступово біліє. Очевидно, тут відбувається подальше окиснення киснем повітря до Eu 2 0 3 .
Як ми вже знаємо, у з'єднаннях європій буває дво- та тривалентним. Більшість його сполук - білого кольору звичайніша з кремовим, рожевим або світло-оранжевим відтінком. Сполуки європію з хлором і бромом світлочутливі.
Як відомо, тривалентні іони багатьох лантаноїдів можуть бути використані, подібно іону Сг 3+ в рубіні для збудження лазерного випромінювання. Але з усіх їх тільки іон Eu 3+ дає випромінювання в частині спектру, що сприймається людським оком. Промінь європейського лазера - помаранчевий.
Походження назви європій
Звідки походить назва елемента № 63, зрозуміти неважко. Що ж до історії відкриття, то відкривали його важко та довго.
У 1886 р. французький хімік Демарсе виділив із самарпевой землі новий елемент, який був, здається, не чистим європієм. Але його досвіду відтворити не вдалося. У тому ж році англієць Крукс виявив нову лінію в спектрі самарскіту. З подібним повідомленням виступив через шість років Лекок де Буабодран. Але всі дані про новий елемент були певною мірою хиткими.
Демарсе виявив характер. Він витратив виділення нового елемента з самарієвої землі кілька років і, приготувавши, нарешті (це було вже 1896 р.), чистий препарат, ясно побачив спектральну лінію нового елемента. Спочатку він позначив новий елемент грецькою заголовною буквою «сигма» - 2. У 1901 р. після серії контрольних експериментів цей елемент отримав свою нинішню назву.
Металевий європій вперше було отримано лише 1937 р..
Європій
ЄВРОПІЙ-і я; м.[Лат. Europium] Хімічний елемент (Eu), радіоактивний метал сріблясто-білого кольору, що відноситься до лантаноїдів (виходить штучним шляхом; використовується в ядерній та радіотехнічній промисловості).
європій(лат. Europium), хімічний елемент III групи періодичної системи, відноситься до лантаноїдів. Метал, щільність 5,245 г/см 3 , tпл 826°C. Назва від "Європа" (частина світу). Поглинач нейтронів у ядерних реакторах, активатор люмінофорів у кольорових телевізорах.
ЄВРОПІЙЄВРОПІЙ (лат. Europium), Eu (читається «європій»), хімічний елемент з атомним номером 63, атомна маса 151,96. Складається із двох стабільних ізотопів 151 Eu (47,82%) та 153 Eu (52,18%). Конфігурація зовнішніх електронних шарів 4 s 2
p 6
d 10
f 7
5s 2
p 6
6s 2
. Ступінь окислення в сполуках +3 (валентність ІІІ), рідше +2 (валентність ІІ).
Належить до рідкісноземельних елементів (церієва підгрупа лантаноїдів). Розташований у групі III B, у 6 періоді періодичної системи. Радіус нейтрального атома 0,202 нм, радіус іону Eu 2+ - 0,131 нм, іона Eu 3+ - 0,109 нм. Енергії іонізації 5,664, 11,25, 24,70, 42,65 еВ. Електронегативність по Полінгу (див.ПОЛІНГ Лайнус) 1.
Історія відкриття
Європій відкрито Е. Демарсе в 1886. Назву елемент отримав у 1901 за назвою континенту. Металевий європій було вперше отримано 1937 року.
Знаходження у природі
Вміст європію у земній корі 1,310 -4 %, у морській воді 1,110 -6 мг/л. Входить до складу мінералів монациту (див.МОНАЦИТ)лопариту (див.Лопарит), бастнезиту (див.БАСТНЕЗИТ)та інших.
Отримання
Металевий європій отримують відновленням Eu 2 Про 3 у вакуумі лантаном або вуглецем, а також електроліз розплаву EuСl 3 .
Фізичні та хімічні властивості
Європій – сріблясто-сірий метал. Грати кубічні типу a-Fe, а= 0,4582 нм. Температура плавлення 826 °C, температура кипіння 1559 °C, щільність 5245 кг/дм 3 .
На повітрі європій покривається плівкою оксидів та гідратованих карбонатів. При невеликому нагріванні швидко окислюється. При слабкому нагріванні реагує з галогенами, азотом та воднем. З водою та мінеральними кислотами реагує при кімнатній температурі.
Оксид Eu 2 Про 3 має основні властивості, йому відповідає сильна основа Eu(ОН) 3 . При взаємодії Eu і Eu 2 Про 3 а також при взаємодії оксигалогенідів тривалентного європію з гідридом літію LiH утворюється оксид європію (II) EuО. Цьому оксиду відповідає основа Eu(ОН) 2 .
Застосування
Застосовують як поглинач нейтронів в ядерній техніці активатор люмінофорів червоного світіння, що використовуються в кольоровому телебаченні. 155 Eu – у медичній діагностиці.
Енциклопедичний словник. 2009 .
Синоніми:Дивитись що таке "європій" в інших словниках:
- (Символ Еu), сріблясто білий метал з ряду ЛАНТАНІДІВ, найм'якший і летючий з них. Вперше був виділений у вигляді оксиду в 1896 р. Видобувають європій з мінералів монациту та бастнезиту. Використовують при виготовленні екранів кольорових телевізорів, … Науково-технічний енциклопедичний словник
– (Europium), Eu, хімічний елемент III групи періодичної системи, атомний номер 63, атомна маса 151,96; відноситься до рідкісноземельних елементів; метал. Відкритий французьким хіміком Е. Демарсе в 1901 році. Сучасна енциклопедія
- (лат. Europium) Eu, хімічний елемент III групи періодичної системи, атомний номер 63, атомна маса 151,96 відноситься до лантаноїдів. Метал, щільність 5,245 г/см³, tпл 826.С. Назва від Європи (частина світу). Поглинач нейтронів у ... Великий Енциклопедичний словник
- (Europium), Eu хім. елемент III групи періодич. системи елементів, ат. номер 63, ат. маса 151,96, входить до сімейства лантаноїдів. Природний Е. складається з ізотопів з масовими числами 151 (47,82%) та 153 (52,18%). Електронна конфігурація трьох… Фізична енциклопедія
Сущ., кіл у синонімів: 3 лантаноїд (15) метал (86) елемент (159) Словник синонімів ASIS … Словник синонімів
європій- Еu Хімічний елемент; відноситься до лантонідів; у вигляді оксиду застосовується в ядерній енергетиці як поглинач, що вигоряє. [А.С.Гольдберг. Англо-російський енергетичний словник. 2006 р.] Тематики енергетика загалом Синоніми Еu EN europium … Довідник технічного перекладача
Європій– (Europium), Eu, хімічний елемент III групи періодичної системи, атомний номер 63, атомна маса 151,96; відноситься до рідкісноземельних елементів; метал. Відкритий французьким хіміком Еге. Демарсе в 1901. Ілюстрований енциклопедичний словник
63 Самарій ← Європій → Гадоліній … Вікіпедія
- (Лат. Europium), хім. елемент ІІІ гр. період дич. системи, відноситься до лантаноїдів. Метал, щільний. 5,245 г/см3, tпл 826 0С. назв. від Європи (частина світу). Поглинач нейтронів у ядерних реакторах, активатор люмінофорів у кол. телевізорах … Природознавство. Енциклопедичний словник
- (Власності) хім. елемент із сімейства лантаноїдів, символ Eu (лат. europium); метал. Новий словник іншомовних слів. by EdwART, 2009. європій [Словник іноземних слів російської мови
Книги
- Популярні бібліотеки хімічних елементів. У двох книжках. Книга 1. Водень - Паладій, . "Популярна бібліотека хімічних елементів" містить відомості про всі елементи, відомі людству. Сьогодні їх 107, причому деякі отримані штучно. Як неоднакові властивості.
Європій - 63
Європій (Eu)-рідкоземельний метал, Атомний номер 63, атомна маса 152,0, температура плавлення 826ОС, щільність 5,166 г/см3.
Назва елемента-європій, який у чистому вигляді, був відкритий у 1901 році, не потребує пояснення походження цієї назви. У природі не існує мінералів з досить великим вмістом європію, він сильно розпорошений (у монацитовому піску міститься 0,002% цього елемента), але, водночас, європія в земній корі більше ніж срібла вдвічі, а золота - в 250 разів.
Виділити з'єднання європію з мінералів, що містять суміші солей різних лантаноїдів, вдалося лише у 1940 році, після тривалих досліджень. Сировиною для отримання європію є мінерали та техногенні сполуки: лопарит (0,08%), евдіаліт (0,95%), хібінський апатит (0,7%), фосфогіпс з хібінського апатиту (0,6%), природний концентрат Томтора ( 0,6%) (відсотковий вміст зазначено від загального вмісту у сировині).
Європій рідкоземельний метал
Європій-метал сріблясто-білого кольору, найлегший з лантаноїдів, його щільність у 1,5 рази менша, ніж у заліза. Цей метал - м'який, за твердістю схожий на свинець, легко обробляється тиском в інертній атмосфері.
Європій реагує з воднем та водою, взаємодіє з кислотами, а з лугами не реагує. На повітрі добре окислюється з утворенням плівки оксиду.
З радіоактивних ізотопів європія добре вивчений європій-155 (період напіврозпаду близько двох років).
ОТРИМАННЯ.
Для виділення європію із суміші РЗМ в мінералах застосовуються методи хроматографії та екстракції, з отриманням або кальцій-фториду, або магній-фториду європію, з якого потім отримують металевий європій.
Європій у металевому вигляді отримують також відновленням його окису Eu2O3, у вакуумі за допомогою лантану або вуглецю, або розплаву електролізом хлористого європію EuCl3.
ЗАСТОСУВАННЯ.
Європій застосовується порівняно обмежено, через високу вартість, але в інноваційних технологіях.
Атомна енергетика. Ядра атомів європію добре захоплюють нейтрони, що використовується в ядерній енергетиці, для використання європія як поглинача нейтронів при регулюванні ядерних процесів.
Лазери. Оксид європія застосовується для створення твердотільних та рідинних лазерів, що генерують лазерне випромінювання в діапазоні видимої області спектру (помаранчеві промені).
Астрономія. Спалахові люмінофори, що містять мізерні частки відсотка європію, використовуються в астрономії в інфрачервоній частині спектру для вивчення випромінювань зірок і туманностей.
Електроніка Сучасні мікрочіпи та пристрої пам'яті створюються, у тому числі, і із застосуванням європію.
Сплави та кераміка. Європій у кераміці використовується для створення надпровідників, а його сплави застосовуються у чорній та кольоровій металургії.
Воднева енергетика. Для отримання теплової енергії способом термохімічного розкладання води використовується оксид європію.
Інші. Ізотопи європія застосовуються в медичній діагностиці, при створенні фільтрів в екологічних апаратах значно європій став застосовуватися для потреб оборони. З іншого боку, застосування європію перебуває у стадії активного вивчення.
Дефектоскопія. Радіоактивний ізотоп європейська застосовується в легких портативних апаратах для просвічування та перевірки якості тонкостінних металевих судин. Гама-дефектоскопія на основі ізотопів європія, набагато чутливіша, ніж дефектоскопія на основі ізотопів цезію та кобальту. Для аналізу мінералів містять європій, застосовуються солі європію флюоресцентні від ультрафіолетових випромінювань. Цим способом виявляють нікчемні частки європію в досліджуваному мінералі.
Історія
Знаходження у природі
Місце народження
Отримання
Металевий європій отримують відновленням Eu 2 O 3 вакуумі лантаном або вуглецем, а також електролізом розплаву EuCl 3 .
Ціни
Європій є одним із найдорожчих лантаноїдів. У 2014 році ціна металевого європію ЄВМ-1 становила від 800 до 2000 доларів США за кг, а оксиду європію чистотою 99,9% - близько 500 доларів за кг.
Фізичні властивості
Європій у чистому вигляді є, як і інші лантаноїди, м'який сріблясто-білий метал. Він має надзвичайно низьку щільність (5,243 г/см3), температуру плавлення (826 °C) та температуру кипіння (1440 °C) порівняно зі своїми сусідами за періодичною системою елементів гадолінієм та самарієм. Ці величини суперечать явищу лантаноїдного стиску через вплив електронної конфігурації атома європію 4f 7 6s 2 на його властивості. Так як електронна оболонка f атома європію заповнена наполовину, для утворення металевого зв'язку надані тільки два електрони, тяжіння яких до ядра ослаблене і призводить до істотного збільшення радіусу атома. Аналогічне явище спостерігається також у атома ітербію. За нормальних умов європій має кубічну об'ємно-центровану кристалічну решітку з постійними гратами 4,581 Å. При кристалізації під високим тиском європій утворює ще дві модифікації кристалічних ґрат. При цьому послідовність модифікацій при зростанні тиску відрізняється від такої послідовності в інших лантаноїдів, що спостерігається також і в ітербію. Перший фазовий перехід відбувається при тиску понад 12,5 ГПа, при цьому європій утворює гексагональну кристалічну решітку з параметрами a = 2,41 і c = 5,45. При тиску понад 18 ГПа європій утворює аналогічну гексагональну кристалічну решітку з більш щільною упаковкою. Іони європія, вбудовані в кристалічну решітку деяких сполук, здатні викликати інтенсивну флуоресценцію, причому довжина хвилі світла, що випромінюється, залежить від ступеня окислення іонів європія. Eu 3+ практично незалежно від тієї речовини, в кристалічну решітку якої він вбудований, випромінює світло з довжиною хвилі 613 і 618 нм, що відповідає інтенсивному червоному кольору. Навпаки, максимальна емісія Eu 2+ сильно залежить від будови кристалічної решітки речовини-господаря і, наприклад, у разі алюмінату барію-магнію довжина хвилі світла становить 447 нм і знаходиться в синій частині спектру, а у випадку алюмінату стронцію (SrAl 2 O 4 :Eu 2+) довжина хвилі становить 520 нм і знаходиться в зеленій частині спектра видимого світла. При тиску 80 ГПа та температурі 1,8 К європій набуває надпровідних властивостей.
Ізотопи
Природний європій складається з двох ізотопів, 151 Eu та 153 Eu, у співвідношенні приблизно 1:1. Європій-153 має природну поширеність 52,2%, він стабільний. Ізотоп європій-151 складає 47,8% природного європію. Нещодавно було виявлено його слабку альфа-радіоактивність з періодом напіврозпаду близько 5×10 18 років, що відповідає приблизно 1 розпаду за 2 хвилини у кілограмі природного європію. Крім цього природного радіоізотопу, створено та досліджено 35 штучних радіоізотопів європію, серед яких найбільш стійкі 150 Eu (період напіврозпаду 36,9 року), 152 Eu (13,516 року) та 154 Eu (8,593 року). Виявлено також 8 метастабільних збуджених станів, серед яких найбільш стабільний 150m Eu (12,8 години), 152m1 Eu (9,3116 години) та 152m2 Eu (96 хвилин).
Хімічні властивості
Європій є типовим активним металом і входить у реакції з більшістю неметалів. Європій у групі лантаноїдів має максимальну реакційну здатність. На повітрі швидко окислюється, на поверхні металу є оксидна плівка. Зберігають у банках або ампулах під шаром рідкого парафіну або в гасі. При нагріванні на повітрі до температури 180 °C спалахує і горить з утворенням оксиду європію (III).
4 E u + 3 O 2 ⟶ 2 E u 2 O 3 (\displaystyle \mathrm (4\ Eu+3\ O_(2)\longrightarrow 2\ Eu_(2)O_(3)) )
Дуже активний, може витісняти із розчинів солей майже всі метали. У з'єднаннях, як і більшість РЗЕ, виявляє переважно ступінь окислення +3, за певних умов (наприклад, електрохімічним відновленням, відновленням амальгамою цинку та ін) можна отримати ступінь окислення +2. Також при зміні окислювально-відновних умов можливе отримання ступеня окиснення +2 та +3, що відповідає оксиду з хімічною формулою Eu 3 O 4 . З воднем європій утворює нестехіометричні фази, у яких атоми водню перебувають у проміжках кристалічних ґрат між атомами європію. Європій розчиняється в аміаку з утворенням розчину синього кольору, що зумовлено, як і в подібних розчинах лужних металів, утворенням електронів сольватованих.
Опис
Електронна структура атома європію Eu I містить 63 електрони, які заповнили 13 оболонок. Основний терм - октет 8 S 7/2 конфігурації 4f 7 6s 2 . При збудженні s-електрона виникають різні терми конфігурацій 4f 7 6snl, 4f 7 5dnl і 4f 7 nl 2 з високою мультиплетністю (6,8,10) в LS зв'язку, які і формують спектр. Вперше оптичний спектр атома Eu I досліджували Russell H. та King A. (1934). Вище першої межі іонізації (45734,9 см -1) є рівні конфігурації 4f 7 5dnp, вище за другий (47404,1 см -1) - некласифіковані рівні. До теперішнього часу ступінь вивченості Eu I мала, є багато некласифікованих рівнів та переходів.
Використана література:
Коточигова С.А. та ін// ОІС - 1983 - Т. 55, № 3 - С. 422-429; Т. 54, № 3 – С. 415-420.
Комаровський В.А. та ін // ОІС - 1991 - Т. 71, № 4 - С.559-592; 1984 – Т. 57, № 5 – С. 803-807.
Karner C. та ін. // Astron. і Astrophys. – 1982 – Vol. 107 № 1 - P. 161-165.
Головачов Н.В. та ін // ОІС - 1978 - Т. 44, № 1 - С. 28-30.
Bhattacharyya S. та ін. // Phys. Rev. A – 2006 – Vol. 73 № 6 - P. 062506; 2007 – Vol. 76 № 1 A - P. 012502; Спектрохім. Acta B - 2003 - Vol. 58 № 3 - P. 469-478.
Смирнов Ю.М. // ТВТ – 2003 – Т. 41, № 3 – С. 353-360.
Nakhate S. та ін. // J. Phys. B – 1996 – Vol. 29 № 8 - P. 1439-1450.
Xie J. та ін. // J. Phys. B – 2011 – Vol. 44 № 1 - P. 015003.
Wang Xi та ін. // J. Phys. B - 2012 - Vol. 45 – P. 165001.
Den Hartog E. та ін. // Astrophys. J., suppl. ser. – 2002 – Vol. 141 – P. 255-265.
Elantkowska M. та ін. // Z. Phys. D – 1993 – Vol. 27 – P. 103-109.