Европий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия (не проверялась)

Европий / Europium (Eu)
Атомный номер	63
Внешний вид простого вещества	мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	151,965 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	199 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	546,9 (5,67) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Xe] 4f⁷ 6s²
Химические свойства
Ковалентный радиус	185 пм
Радиус иона	(+3e) 95 (+2e) 109 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,2
Электродный потенциал	Eu←Eu³⁺ -1,99 В Eu←Eu²⁺ -2,80 В
Степени окисления	3, 2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	5,243 г/см³
Молярная теплоёмкость	(25°C)27,66 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	13,9 Вт/(м·K)
Температура плавления	1 095 K
Теплота плавления	n/a кДж/моль
Температура кипения	1 870 K
Теплота испарения	176 кДж/моль
Молярный объём	28,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Период решётки	4,610 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	n/a K

[править] История

Элемент был выделен в 1886 году из смеси редкоземельных элементов французским химиком Э. А. Демарсе. Его существование было подтверждено спектральным анализом лишь через 15 лет.

[править] Происхождение названия

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

[править] Получение

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

[править] Цены

Цена на оксид европия чистотой 99,9% в 2008 году составляет $400–$600 долларов США за килограмм ^[1].

Цена на металлический европий чистотой 99.9% в 2008 году составляет $1980–$1300 за килограмм ^[2]

[править] 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^[3].

[править] Химические свойства

На воздухе быстро окисляется, поэтому его хранят в банках или ампулах под слоем жидкого парафина. Очень активный и может вытеснять из растворов солей почти все металлы.

В соединениях, как и большинство РЗЭ, проявляет преимущественно валентность +3, при определённых условиях (например, электрохимическим восстановлением, восстановлением амальгамой цинка и др.) можно получить степень окисления +2.

[править] Применение

[править] 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).

[править] Атомно-водородная энергетика

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

[править] Лазерные материалы

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

[править] Электроника

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

Моноокись европия а так же 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.

[править] Люминофоры

Вольфрамат европия практически очень важный используемый микроэлектроникой люминофор.
Легированный европием борат стронция используется как люминофор в лампах чёрного света.

[править] Европий в медицине

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

[править] 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.

[править] 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 Еu2О3. 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. Очевидно поэтому предельно допустимая концентрация (ПДК) в воде нормируется только российскими нормами и равна (для питьевой воды) 0.3 мг/л.

[править] 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.

[править] 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. Единственное, что можно с большой степенью достоверности утверждать, так это то, что в силу своих химических свойств, европий (как и другие лантаноиды) может замещать в биологических системах кальций.