Štruktúra atómu európia. Chemický prvok európium: základné vlastnosti a použitie. Byť v prírode

Europium je chemický prvok v periodickej tabuľke prvkov. Používa sa v energetike, medicíne a elektronike a je najdrahším zástupcom lantanoidov. Aké sú vlastnosti a vlastnosti európia?

Prvok 63

Chemický prvok európium prvýkrát objavil Angličan William Crookes v roku 1886. Ale jeho vlastnosti sa stali známymi zďaleka nie okamžite. Crookes a ďalší vedci opakovane videli iba spektrálne čiary látky, ktorú nepoznali. Jeho objav sa pripisuje Francúzovi Eugenovi Demarceovi, ktorý prvok nielen objavil, ale ho z minerálu aj izoloval, opísal a dal mu meno.

Europium je kov s atómovým číslom 63. Nevyskytuje sa samostatne a v prírode je prítomný ako súčasť minerálov vzácnych zemín, akými sú monazit a xenotim. Množstvo chemického prvku európia v zemskej kôre je 1,2 * 10 -4%. Pre priemyselnú výrobu sa kov ťaží z monazitu, pretože jeho obsah v tomto minerále dosahuje 1%.

Najväčšie ložiská európia sú v Keni. Vyskytuje sa aj v USA, Brazílii, Austrálii, škandinávskych krajinách, Rusku, Kazachstane atď.

Hlavné charakteristiky

Chemický prvok európium je strieborno-biely kov. Jeho atómová hmotnosť je 151,964 (1) g/mol. Je mäkký a ľahko prístupný mechanickému pôsobeniu, ale iba s inertnou atmosférou, pretože ide o pomerne účinnú látku.

Teplota topenia kovu je 826 stupňov Celzia, európium vrie pri teplote 1529 stupňov. Môže sa stať supravodivým (stane sa schopným nulového elektrického odporu) pri tlaku 80 GPa a teplote -271,35 Celzia (1,8 K).

V jadre sú dva prirodzené izotopy prvku európium 153 a európium 151 s rôznym počtom neutrónov. Prvý je celkom stabilný a v prírode je o niečo bežnejší. Druhý izotop je nestabilný a má alfa rozpad. Perióda chemického prvku európium 151 je 5×10 18 rokov. Okrem týchto izotopov existuje ešte 35 umelých. Najdlhší má Eu 150 (polčas rozpadu 36,9 roka) a jeden z najrýchlejších - Eu 152 m3 (polčas rozpadu 164 nanosekúnd).

Chemické vlastnosti

Chemický prvok európium patrí do skupiny lantanoidov spolu s lantánom, cérom, gadolíniom, prométiom a ďalšími. Je najľahší a najaktívnejší zo všetkých svojich „spolužiakov“. Europium rýchlo reaguje so vzduchom, oxiduje a pokryje sa filmom. Z tohto dôvodu sa zvyčajne skladuje v parafíne alebo petroleji v špeciálnych nádobách a bankách.

Europium je aktívne aj v iných reakciách. V zlúčeninách je zvyčajne trojmocný, niekedy však dvojmocný. Pri zahrievaní v kyslíkovej atmosfére vytvára zlúčeninu Eu 2 O 3 vo forme bielo-ružového prášku. Pri miernom zahriatí ľahko reaguje s dusíkom, vodíkom a halogénmi. Mnohé z jeho zlúčenín sú biele so svetlejšími odtieňmi oranžovej a ružovej.

Europium (III) katióny sa získavajú rozkladom roztokov solí síranu, šťavelanu, dusičnanu. V priemysle sa kov získava pomocou uhlíka alebo lantánu redukciou jeho oxidu alebo elektrolýzou jeho zliatiny EuCl3.

Zo všetkých lantanoidov je ľudským okom vnímateľné iba emisné spektrum iónov európia (III). Pri použití na generovanie laserového žiarenia je farba jeho lúča oranžová.

Aplikácia

Použitie chemického prvku európium nájdeného v oblasti elektroniky. Vo farebnej televízii sa používa na aktiváciu červeného alebo modrého fosforu. Jeho kombinácia s kremíkom EuSi 2 tvorí tenké filmy a používa sa na výrobu mikroobvodov.

Prvok sa používa na výrobu žiariviek a žiarivkového skla. V medicíne sa používa na liečbu určitých foriem rakoviny. Jeho umelý izotop európium 152 slúži ako indikátor a izotop číslo 155 sa používa na lekársku diagnostiku.

Absorbuje tepelné neutróny viac ako iné lantanoidy, čo je veľmi užitočné v jadrovej energetike. Na tieto účely sa používa jeho oxid, zlúčenina s kyselinou boritou (boritan europia) a binárna zlúčenina s bórom (hexaborid europia). Prvok sa využíva aj v atómovej vodíkovej energii pri termochemickom rozklade vody.

Škody a vplyv na ľudí

Europium sa v malom množstve nachádza v ľudskom tele. Môže byť tiež obsiahnutý vo vode a dostať sa do nej v oblastiach ložísk nerastov, v ktorých je obsiahnutý. Vodu týmto prvkom dodáva aj priemyselná výroba.

Účinok prvku na telo a ľudské zdravie nebol skúmaný. Vzhľadom na rozšírené informácie nepredstavuje zvláštne nebezpečenstvo, pretože jeho koncentrácie sú zvyčajne príliš malé.

Europium má veľmi malú toxicitu a jeho obsah vo vode je zvyčajne taký zanedbateľný, že nemôže výrazne ovplyvniť jej kvalitu. V sladkých a nízko slaných vodách jeho množstvo dosahuje 1 μg / l, v morskej vode je toto číslo 1,1 * 10 -6 mg / l.

európium

EUROPIUM- a ja; m.[lat. Europium] Chemický prvok (Eu), strieborno-biely rádioaktívny kov patriaci medzi lantanoidy (získané umelo; používa sa v jadrovom a rádiotechnickom priemysle).

(lat. Europium), chemický prvok III. skupiny periodickej sústavy, patrí medzi lantanoidy. Kov, hustota 5,245 g / cm 3, t pl 826 °C. Názov z „Európy“ (časť sveta). Absorbér neutrónov v jadrových reaktoroch, aktivátor fosforu vo farebných televízoroch.

EUROPIUM (lat. Europium), Eu (čítaj „europium“), chemický prvok s atómovým číslom 63, atómová hmotnosť 151,96. Pozostáva z dvoch stabilných izotopov 151 Eu (47,82 %) a 153 Eu (52,18 %). Konfigurácia vonkajších elektrónových vrstiev 4 s 2 p 6 d 10 f 7 5 s 2 p 6 6 s 2 . Oxidačný stav zlúčenín je +3 (valencia III), menej často +2 (valencia II).
Vzťahuje sa na prvky vzácnych zemín (podskupina lantanoidov céru). Nachádza sa v skupine III B, v 6. období periodickej sústavy. Polomer neutrálneho atómu je 0,202 nm, polomer iónu Eu 2+ je 0,131 nm a iónu Eu 3+ je 0,109 nm. Ionizačné energie 5,664, 11,25, 24,70, 42,65 eV. Elektronegativita podľa Paulinga (cm. PAULING Linus) 1.
História objavov
Europium objavil E. Demarce v roku 1886. Prvok dostal svoje meno v roku 1901 podľa názvu kontinentu. Kovové európium bolo prvýkrát získané v roku 1937.
Byť v prírode
Obsah európia v zemskej kôre je 1.310 -4%, v morskej vode 1.110 -6 mg/l. Zahrnuté medzi minerály monazit (cm. MONACITE), loparit (cm. LOPARIT), bastnäsite (cm. BASTNEZIT) a ďalšie.
Potvrdenie
Kovové európium sa získava redukciou Eu 2 O 3 vo vákuu pomocou lantánu alebo uhlíka, ako aj elektrolýzou taveniny EuCl 3.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Europium je striebristo sivý kov. Kubická mriežka typu a-Fe, ale= 0,4582 nm. Teplota topenia 826 ° C, teplota varu 1559 ° C, hustota 5,245 kg / dm 3.
Na vzduchu je európium pokryté filmom oxidov a hydratovaných uhličitanov. Pri miernom zahriatí rýchlo oxiduje. Pri miernom zahriatí reaguje s halogénmi, dusíkom a vodíkom. Pri izbovej teplote reaguje s vodou a minerálnymi kyselinami.
Oxid Eu 2 O 3 má zásadité vlastnosti, zodpovedá silnej zásade Eu (OH) 3. Keď Eu a Eu 2 O 3 reagujú, ako aj keď trivalentné oxyhalogenidy európia interagujú s hydridom lítnym LiH, vzniká oxid európium (II) EuO. Tento oxid zodpovedá zásade Eu(OH)2.
Aplikácia
Používa sa ako absorbér neutrónov v jadrovej technike, aktivátor červených žiarových fosforov používaných vo farebnej televízii. 155 Eu - v lekárskej diagnostike.

encyklopedický slovník. 2009 .

Pozrite sa, čo je „Europium“ v iných slovníkoch:

- (symbol Eu), strieborno-biely kov zo série LANTHANIDE, najjemnejší a najprchavejší z nich. Prvýkrát bol izolovaný ako oxid v roku 1896. Europium sa ťaží z minerálov monazit a bastnäsit. Používa sa pri výrobe farebných televíznych obrazoviek, ... ... Vedecko-technický encyklopedický slovník

- (Europium), Eu, chemický prvok skupiny III periodickej sústavy, atómové číslo 63, atómová hmotnosť 151,96; odkazuje na prvky vzácnych zemín; kov. Objavil ho francúzsky chemik E. Demarce v roku 1901 ... Moderná encyklopédia

- (lat. Europium) Eu, chemický prvok III. skupiny periodickej sústavy, atómové číslo 63, atómová hmotnosť 151,96, patrí medzi lantanoidy. Kov, hustota 5,245 g/cm3, teplota topenia 826 °C. Meno z Európy (časť sveta). Absorbér neutrónov v ...... Veľký encyklopedický slovník

- (Europium), Eu chem. prvok skupiny III periodický. sústav prvkov, at. číslo 63, o. hmotnosť 151,96, je členom rodiny lantanoidov. Prírodné E. pozostávajú z izotopov s hmotnostnými číslami 151 (47,82 %) a 153 (52,18 %). Elektronická konfigurácia troch ...... Fyzická encyklopédia

Exist., počet synoným: 3 lantanoid (15) kov (86) prvok (159) ASIS synonymický slovník ... Slovník synonym

európium- Eu Chemický prvok; označuje lantonidy; vo forme oxidu sa používa v jadrovej energetike ako horľavý absorbér. [A.S. Goldberg. Anglický ruský energetický slovník. 2006] Témy Energia vo všeobecnosti Synonymá Eu EN europium … Technická príručka prekladateľa

európium- (Europium), Eu, chemický prvok skupiny III periodickej sústavy, atómové číslo 63, atómová hmotnosť 151,96; odkazuje na prvky vzácnych zemín; kov. Objavil ho francúzsky chemik E. Demarce v roku 1901. ... Ilustrovaný encyklopedický slovník

63 Samárium ← Europium → Gadolínium ... Wikipedia

- (lat. Europium), chem. prvok III gr. obdobie divoké. systémy, sa týka lantanoidov. Kovové, hrubé 5,245 g/cm3, teplota topenia 826 °C. názov z Európy (časť sveta). Absorbér neutrónov v jadrových reaktoroch, aktivátor fosforu v kol. televízory... Prírodná veda. encyklopedický slovník

- (prop.) chem. prvok z čeľade lantanoidov, symbol Eu (lat. európium); kov. Nový slovník cudzích slov. od EdwART, 2009. europium [Slovník cudzích slov ruského jazyka

knihy

• Populárna knižnica chemických prvkov. V dvoch knihách. Kniha 1. Vodík - Paládium,. "Populárna knižnica chemických prvkov" obsahuje informácie o všetkých prvkoch, ktoré ľudstvo pozná. Dnes ich je 107 a niektoré sa získavajú umelo. Aké rozdielne vlastnosti...

Posledný prvok vzácnych zemín podskupiny céru – európium – rovnako ako jeho susedia v periodickej tabuľke prvkov, je jedným z najsilnejších absorbérov tepelných neutrónov. To je základ pre jeho uplatnenie v jadrovej technike a technológii radiačnej ochrany.
Ako materiál na antineutrónové tienenie je prvok č.63 zaujímavý tým, že jeho prirodzené izotopy 151 Eu a 153 Eu sa absorbovaním neutrónov premieňajú na izotopy, ktoré majú takmer rovnako veľký prierez záchytu tepelných neutrónov.

Rádioaktívne európium vyrábané v jadrových reaktoroch sa používa pri liečbe určitých foriem rakoviny.
Europium sa stalo dôležitým ako aktivátor fosforu. Najmä oxid ytritý, oxysulfid a ortovanadičnan ytritý YV04, používané na vytvorenie červenej farby na televíznych obrazovkách, sú aktivované mikronečistotami európia. Praktický význam majú aj ďalšie fosfory aktivované európiom. Sú na báze sulfidov zinku a stroncia, fluoridov sodíka a vápnika, kremičitanov vápenatých a bárnatých.
Je známe, že niektoré špeciálne zliatiny, najmä zliatiny na báze zirkónu, boli legované európiom oddeleným od iných lantanoidov.
Prvok č. 63 nie je vo všetkom ako ostatné prvky vzácnych zemín. - najľahší z lantanoidov, jeho hustota je iba 5,245 g / cm 3. Europium má najväčší atómový polomer a atómový objem zo všetkých lantanoidov. S týmito „anomáliami“ vlastností prvku č.63 niektorí výskumníci spájajú aj fakt, že zo všetkých prvkov vzácnych zemín je európium najmenej odolné voči korozívnemu pôsobeniu vlhkého vzduchu a vody.
Reakciou s vodou európium vytvára rozpustnú zlúčeninu Eu (0H) 2 * 2H 2 0. Je žltá, ale počas skladovania postupne bieli. Zrejme tu prebieha ďalšia oxidácia vzdušným kyslíkom na Eu 2 0 3.
Ako už vieme, v zlúčeninách je európium dvojmocné a trojmocné. Väčšina jeho zlúčenín je biela, zvyčajne s krémovým, ružovkastým alebo svetlooranžovým odtieňom. Zlúčeniny európia s chlórom a brómom sú fotosenzitívne.
Ako je známe, trojmocné ióny mnohých lantanoidov sa môžu použiť, podobne ako ión Cr3+ v rubíne, na excitáciu laserového žiarenia. Ale zo všetkých iba ión Eu 3+ dáva žiarenie v tej časti spektra, ktorú vníma ľudské oko. Europiový laserový lúč je oranžový.

Pôvod názvu europium

Odkiaľ pochádza názov prvku číslo 63, nie je ťažké pochopiť. Čo sa týka histórie objavu, bolo ťažké a zdĺhavé ho otvárať.
V roku 1886 francúzsky chemik Demarsay izoloval z pôdy Samarpe nový prvok, ktorý zrejme nebolo čisté európium. Jeho zážitok však nebolo možné zopakovať. V tom istom roku Angličan Crookes objavil novú líniu v spektre samarskitu. Podobnú správu urobil o šesť rokov neskôr Lecoq de Boisbaudran. Ale všetky údaje o novom prvku boli trochu neisté.
Demarsay ukázal charakter. Strávil niekoľko rokov izoláciou nového prvku zo samáriovej zeme a keď konečne pripravil (to bolo už v roku 1896) čistý prípravok, jasne videl spektrálnu čiaru nového prvku. Spočiatku označil nový prvok gréckym veľkým písmenom "sigma" - 2. V roku 1901 po sérii kontrolných experimentov dostal tento prvok svoje súčasné meno.
Kov európium bol prvýkrát získaný až v roku 1937..

História

Byť v prírode

Miesto narodenia

Potvrdenie

Kovové európium sa získava redukciou Eu 2 O 3 vo vákuu pomocou lantánu alebo uhlíka, ako aj elektrolýzou taveniny EuCl 3.

Ceny

Europium je jedným z najdrahších lantanoidov. V roku 2014 sa cena kovového európia EBM-1 pohybovala od 800 do 2000 amerických dolárov za kg a oxidu európia s čistotou 99,9 % - asi 500 dolárov za kg.

Fyzikálne vlastnosti

Europium vo svojej čistej forme je, podobne ako ostatné lantanoidy, mäkký, strieborno-biely kov. Má nezvyčajne nízku hustotu (5,243 g/cm3), bod topenia (826 °C) a bod varu (1440 °C) v porovnaní so svojimi susedmi v periodickej tabuľke prvkov gadolínium a samárium. Tieto hodnoty sú v rozpore s javom kontrakcie lantanoidov v dôsledku vplyvu elektrónovej konfigurácie atómu európia 4f 7 6s 2 na jeho vlastnosti. Keďže elektrónový obal f atómu európia je naplnený do polovice, na vytvorenie kovovej väzby sú poskytnuté iba dva elektróny, ktorých priťahovanie k jadru je oslabené a vedie k výraznému zväčšeniu polomeru atómu. Podobný jav sa pozoruje aj pre atóm yterbia. Za normálnych podmienok má európium kubickú kryštálovú mriežku centrovanú na telo s mriežkovou konštantou 4,581 Á. Pri kryštalizácii pod vysokým tlakom vytvára európium ďalšie dve modifikácie kryštálovej mriežky. V tomto prípade sa postupnosť modifikácií so zvyšujúcim sa tlakom líši od takejto postupnosti pri iných lantanoidoch, čo sa pozoruje aj pri yterbiu. Prvý fázový prechod nastáva pri tlaku nad 12,5 GPa, pričom európium tvorí hexagonálnu kryštálovú mriežku s parametrami a = 2,41 Å a c = 5,45 Å. Pri tlakoch nad 18 GPa tvorí európium podobnú hexagonálnu kryštálovú mriežku s hustejším balením. Ióny európia vložené do kryštálovej mriežky niektorých zlúčenín sú schopné produkovať intenzívnu fluorescenciu, pričom vlnová dĺžka vyžarovaného svetla závisí od oxidačného stavu iónov európia. Eu 3+ prakticky bez ohľadu na látku v ktorej kryštálovej mriežke je vnorený, vyžaruje svetlo s vlnovou dĺžkou 613 a 618 nm, čo zodpovedá intenzívnej červenej farbe. Naopak, maximálna emisia Eu 2+ silne závisí od štruktúry kryštálovej mriežky hostiteľskej látky a napríklad v prípade hlinitanu bárnatého-horečnatého je vlnová dĺžka emitovaného svetla 447 nm a je v modrá časť spektra a v prípade hlinitanu strontnatého (SrAl 2 O 4 :Eu 2+) je vlnová dĺžka 520 nm a je v zelenej časti spektra viditeľného svetla. Pri tlaku 80 GPa a teplote 1,8 K získava európium supravodivé vlastnosti.

izotopy

Prírodné európium pozostáva z dvoch izotopov, 151 Eu a 153 Eu, v pomere približne 1:1. Europium-153 má prirodzený výskyt 52,2 % a je stabilné. Izotop európia-151 tvorí 47,8 % prírodného európia. Nedávno bola objavená jeho slabá alfa rádioaktivita s polčasom rozpadu asi 5×10 18 rokov, čo zodpovedá asi 1 rozpadu za 2 minúty v kilograme prírodného európia. Okrem tohto prírodného rádioizotopu bolo vytvorených a študovaných 35 umelých rádioizotopov európia, z ktorých 150 Eu (polčas rozpadu 36,9 rokov), 152 Eu (13,516 rokov) a 154 Eu (8,593 rokov) sú najstabilnejšie. Tiež sa našlo 8 metastabilných excitovaných stavov, z ktorých najstabilnejšie sú 150 m Eu (12,8 hodiny), 152 m1 Eu (9,3116 hodín) a 152 m2 Eu (96 minút) .

Chemické vlastnosti

Europium je typický aktívny kov a reaguje s väčšinou nekovov. Najvyššiu reaktivitu má európium v ​​skupine lantanoidov. Na vzduchu rýchlo oxiduje, na povrchu kovu je vždy oxidový film. Uchováva sa v pohároch alebo ampulkách pod vrstvou tekutého parafínu alebo v petroleji. Pri zahriatí na vzduchu na teplotu 180 °C sa vznieti a horí za vzniku oxidu európia (III).

4 Eu + 3 O 2 ⟶ 2 E u 2 O 3 (\displaystyle \mathrm (4\ Eu+3\ O_(2)\longrightarrow 2\ Eu_(2)O_(3)) )

Veľmi aktívny, dokáže vytesniť takmer všetky kovy zo soľných roztokov. V zlúčeninách, ako väčšina prvkov vzácnych zemín, vykazuje prevažne oxidačný stav +3, za určitých podmienok (napríklad elektrochemická redukcia, redukcia zinkového amalgámu atď.) možno dosiahnuť oxidačný stav +2. Taktiež pri zmene redoxných podmienok je možné získať oxidačný stav +2 a +3, čo zodpovedá oxidu s chemickým vzorcom Eu 3 O 4 . Europium tvorí s vodíkom nestechiometrické fázy, v ktorých sú atómy vodíka umiestnené v medzerách kryštálovej mriežky medzi atómami európia. Europium sa rozpúšťa v amoniaku za vzniku modrého roztoku, čo je spôsobené, ako v podobných roztokoch alkalických kovov, tvorbou solvatovaných elektrónov.