Европий

63 Самарий ← Европий → Гадолиний 63Eu
Внешний вид простого вещества
Мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер	Европий / Europium (Eu), 63
Атомная масса (молярная масса)	151,965 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 4f7 6s2
Радиус атома	199 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	185 пм
Радиус иона	(+3e) 95 (+2e) 109 пм
Электроотрицательность	1,2 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Eu←Eu3+ -1,99 В Eu←Eu2+ -2,80 В
Степени окисления	3, 2
Энергия ионизации (первый электрон)	546,9 (5,67) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	5,243 г/см³
Температура плавления	1 095 K
Температура кипения	1 870 K
Теплота испарения	176 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	27,656 Дж/(K·моль)
Молярный объём	28,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки	4,581 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 13,9 Вт/(м·К)

63	Европий
Eu 151,965
4f76s2

Евро́пий — химический элемент, относящийся к группе лантаноидов.

История

Элемент был выделен в 1896 году из смеси редкоземельных элементов французским химиком Э. А. Демарсе. Его существование было подтверждено спектральным анализом лишь через 15 лет.

Нахождение в природе

Месторождения

Европий входит в состав лантаноидов, которые часто встречаются в США, Казахстанe, России, на Украине, в Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии.

Происхождение названия

После подтверждения существования нового элемента Демарсе дал ему название европий — в честь Европы.

Получение

Металлический европий получают восстановлением Eu₂O₃ в вакууме лантаном или углеродом, а также электролизом расплава EuCl₃.

Цены

Европий является одним из самых дорогих лантаноидов. В 2010 году цена металлического европия составляет от 800 до 2000 долларов США за килограмм (в зависимости от степени очистки), а оксида европия чистотой 99,9 % — около 500 долларов за килограмм. Известен случай мошенничества, связанный с фиктивной продажей европия по цене, завышенной в тысячи раз.

Физические свойства

В чистом виде — мягкий серебристо-белый металл, легко поддаётся механической обработке в инертной атмосфере. Приобретает сверхпроводящие свойства при температуре 1,8 К и давлении 80 ГПа.

Химические свойства

На воздухе быстро окисляется, на поверхности металла всегда есть оксидная пленка. Хранят в банках или ампулах под слоем жидкого парафина или в керосине. Очень активен, может вытеснять из растворов солей почти все металлы. В соединениях, как и большинство РЗЭ, проявляет преимущественно степень окисления +3, при определённых условиях (например, электрохимическим восстановлением, восстановлением амальгамой цинка и др.) можно получить степень окисления +2.

Применение

Ядерная энергетика

Европий используется в качестве поглотителя нейтронов (в основном окись европия, гексаборид и борат европия) в атомных реакторах, но окись постепенно «выгорает», и по срокам эксплуатации уступает карбиду бора в 1,5 раза (хотя имеет преимущество в почти полном отсутствии газовыделения и распухания в мощном потоке нейтронов, например реактор БН-600). Сечение захвата тепловых нейтронов европием (природной смесью изотопов) составляет около 4500 барн, самым активным в отношении захвата нейтронов является европий-151 (9200 барн).

Атомно-водородная энергетика

Оксид европия применяется при термохимическом разложении воды в атомно-водородной энергетике (европий-стронций-йодидный цикл).

Лазерные материалы

Ионы европия служат для генерации лазерного излучения в видимой области спектра с длиной волны 0,61 мкм (оранжевые лучи), поэтому оксид европия используется для создания твердотельных, и менее распространённых жидкостных лазеров.

Электроника

Европий является легирующей примесью в моносульфиде самария (термоэлектрогенераторы), а также как легирующий компонент для синтеза алмазоподобного (сверхтвердого) нитрида углерода. Силицид европия в виде тонких пленок находит применение в интегральной микроэлектронике.

Моноокись европия, а также сплав моноокиси европия и моноокиси самария применяются в виде тонких пленок в качестве магнитных полупроводниковых материалов для стремительно развивающейся функциональной электроники, и в частности МДП — электроники.

Люминофоры

• Вольфрамат европия — люминофор, используемый в микроэлектронике.
• Легированный европием борат стронция используется как люминофор в лампах чёрного света.

Европий в медицине

Катионы европия давно и успешно используются в медицине в качестве флуоресцентных зондов. Радиоактивные изотопы европия применяются при лечении некоторых форм рака.

Другие сферы применения европия

• Светочувствительные соединения европия с бромом, хлором и йодом интенсивно изучаются.
• Европий-154 обладает большой мощностью тепловыделения при радиоактивном распаде и предложен в качестве топлива в радиоизотопных источниках энергии.

Влияние на качество воды

В своих реакциях с водой европий химически ведет себя как кальций. При уровнях рН ниже 6 европий способен мигрировать в воде в ионном виде. При более высоких уровнях рН европий образует плохо растворимые и, соответственно, менее подвижные гидроксиды. При контакте с кислородом воздуха происходит дальнейшее окисление до Eu₂O₃. Максимально наблюдаемые концентрации европия в природных маломинерализованных водах составляют менее 1 мкг/л (в морской воде — 1,1·10⁻⁶ мг/л). Влияние на качество воды при таких концентрациях представляется незначительным. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воде нормируется только российскими нормами и равна (для питьевой воды) 0,3 мг/л.

Пути поступления в организм

Вероятность попадания европия в организм человека представляется незначительной. Возможно поступление европия в организм с водой в микроскопических количествах. Нельзя исключать вероятности и других путей попадания в организм у людей, сталкивающихся с соединениями европия на производстве.

Потенциальная опасность для здоровья

Европий относится к малотоксичным элементам. По крайней мере, не удалось добыть какой-либо информации о последствиях воздействия европия на организм человека. Однако, можно с большой степенью достоверности утверждать, что в силу своих химических свойств, европий (как и другие лантаноиды) может замещать в биологических системах кальций и магний, что приводит к ухудшению здоровья.

Физиологическое значение

На данный момент нет данных о какой-либо биологической роли европия в организме человека.

Ссылки

• Данные о европии на сайте WebElements