Европий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
63 СамарийЕвропийГадолиний
Eu

Am
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
63Eu
Cubic-body-centered.svg
Electron shell 063 Europium.svg
Внешний вид простого вещества
Сублимированный Eu (~300 г; чистота 99,998%)
Мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер

Европий / Europium (Eu), 63

Атомная масса
(молярная масса)

151,964(1)[1] 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[2] 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[править | править исходный текст]

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.

Открытие европия связано с ранними спектроскопическими работами Крукса и Лекока де Буабодрана. В 1886 г. Крукс, исследуя спектр фосфоресценции минерала самарскита, обнаружил полосу в области длины волн 609 А. Эту же полосу он наблюдал при анализе смеси иттербиевой и самариевой земель. Крукс не дал названия подозревавшемуся элементу и временно обозначил его индексом Я . В 1892 г. Лекок де Буабодран получил от Клеве 3 г очищенной самариевой земли и произвел ее дробную кристаллизацию. Спектроскопировав полученные фракции, он обнаружил ряд новых линий и обозначил предполагаемый новый элемент индексами Z(эпсилон), и Z(дзетта). Четыре года спустя Демарсэ в результате длительной кропотливой работы по выделению из самариевой земли искомого элемента отчетливо увидел спектроскопическую полосу неизвестной земли; он дал ей индекс "E". Позднее было доказано, что Z(эпсилон), и Z(дзетта) Лекок де Буабодрана, "E" Демарсэ и аномальные полосы спектра, наблюдавшиеся Круксом, относятся к одному и тому же элементу, названному Демарсэ в 1901 г. европием (Europium) в честь континента Европы.

Нахождение в природе[править | править исходный текст]

Месторождения[править | править исходный текст]

Европий входит в состав лантаноидов, которые часто встречаются в США, Казахстанe, России, на Украине, в Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии[3].

Происхождение названия[править | править исходный текст]

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

Получение[править | править исходный текст]

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

Цены[править | править исходный текст]

Европий является одним из самых дорогих лантаноидов[4]. В 2010 году цена металлического европия составляла от 800 до 2000 долларов США за килограмм (в зависимости от степени очистки), а оксида европия чистотой 99,9 % — около 500 долларов за килограмм[5][6]. Известен случай мошенничества, связанный с фиктивной продажей европия по цене, завышенной в тысячи раз[7][8].

Физические свойства[править | править исходный текст]

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[9].

Химические свойства[править | править исходный текст]

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. Также при изменении окислительно-восстановительных условий возможно получение степени окисления +2 и +3, что соответствует оксиду с химической формулой Eu3O4.

Применение[править | править исходный текст]

Ядерная энергетика[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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

Лазерные материалы[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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

Европий в медицине[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

  • 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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 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. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 126. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. Лантаноиды
  4. Периодическая таблица элементов — Европий
  5. Europium metal prices
  6. Europium (Eu)
  7. Махинация на 100 миллионов рублей
  8. Европий нынче дорог. Суд вынес приговор дуэту налоговых мошенников
  9. Компьюлента

Ссылки[править | править исходный текст]