Химичният елемент европий: основни свойства и приложения. Информационна система „Електронната структура на европийните атоми се използва сравнително ограничено, поради високата цена, но в иновативни технологии

европий

ЕВРОПИЯ-и аз; м.[лат. Europium] Химичен елемент (Eu), сребристо-бял радиоактивен метал, принадлежащ към лантанидите (получен изкуствено; използван в ядрената и радиотехническата промишленост).

европий

(лат. Europium), химичен елемент от III група на периодичната система, принадлежи към лантанидите. Метал, плътност 5,245 g/cm3, T pl 826°C. Името идва от „Европа“ (част от света). Неутронен абсорбатор в ядрени реактори, фосфорен активатор в цветни телевизори.

ЕВРОПИЯ

ЕВРОПИЙ (лат. Europium), Eu (чете се "европий"), химичен елемент с атомен номер 63, атомна маса 151,96. Състои се от два стабилни изотопа 151 Eu (47,82%) и 153 Eu (52,18%). Конфигурация на външните електронни слоеве 4 с 2 стр 6 д 10 f 7 5s 2 стр 6 6s 2 . Степента на окисление в съединенията е +3 (валентност III), по-рядко +2 (валентност II).
Принадлежи към редкоземни елементи (цериева подгрупа на лантанидите). Намира се в група III B, в 6-ти период на периодичната система. Радиусът на неутралния атом е 0,202 nm, радиусът на йона Eu 2+ е 0,131 nm, а на йона Eu 3+ е 0,109 nm. Енергии на йонизация 5.664, 11.25, 24.70, 42.65 eV. Електроотрицателност според Полинг (см.ПОЛИНГ Линус) 1.
История на откритието
Европий е открит от E. Demarsay през 1886 г. Елементът получава името си през 1901 г. по името на континента. Металът европий е получен за първи път през 1937 г.
Да бъдеш сред природата
Съдържанието на европий в земната кора е 1,310 -4%, в морската вода 1,110 -6 mg/l. Част от минералите монацит (см.МОНАЗИТ), лопарита (см.ЛОПАРИТ), бастнезит (см. BASTNESIT)и други.
Касова бележка
Металният европий се получава чрез редукция на Eu 2 O 3 във вакуум с лантан или въглерод, както и чрез електролиза на стопилката EuCl 3.
Физични и химични свойства
Европиумът е сребристосив метал. Кубична решетка тип a-Fe, А= 0,4582 nm. Точка на топене 826 °C, точка на кипене 1559 °C, плътност 5,245 kg/dm3.
Във въздуха европият е покрит с филм от оксиди и хидратирани карбонати. При леко нагряване бързо се окислява. При леко нагряване реагира с халогени, азот и водород. Реагира с вода и минерални киселини при стайна температура.
Eu 2 O 3 оксидът има основни свойства, съответства на силната основа Eu (OH) 3. Взаимодействието на Eu и Eu 2 O 3, както и взаимодействието на тривалентни европиеви оксихалогениди с литиев хидрид LiH, произвежда европиев (II) оксид EuO. Базата Eu(OH) 2 съответства на този оксид.
Приложение
Използва се като абсорбатор на неутрони в ядрената технология, активатор на червения фосфор, използван в цветната телевизия. 155 Eu - в медицинската диагностика.


енциклопедичен речник. 2009 .

Синоними:

Вижте какво е „европиум“ в други речници:

    - (символ Eu), сребристо-бял метал от серията LANTHANIDE, най-мекият и най-летливият от тях. За първи път е изолиран под формата на оксид през 1896 г. Европий се добива от минералите монацит и бастнесит. Използва се в производството на цветни телевизионни екрани,... ... Научно-технически енциклопедичен речник

    - (Европий), Eu, химичен елемент от III група на периодичната таблица, атомен номер 63, атомна маса 151.96; принадлежи към редкоземни елементи; метал. Открит от френския химик Е. Демарсе през 1901 г. Съвременна енциклопедия

    - (лат. Europium) Eu, химичен елемент от III група на периодичната таблица, атомен номер 63, атомна маса 151,96, принадлежи към лантанидите. Метал, плътност 5.245 g/cm³, точка на топене 826.C. Името идва от Европа (част от света). Абсорбатор на неутрони в... ... Голям енциклопедичен речник

    - (Europium), химикал на ЕС. елемент от III група периодичен. системи от елементи, при. номер 63, ат. маса 151.96, част от семейството на лантанидите. Естественият Е. се състои от изотопи с масови числа 151 (47,82%) и 153 (52,18%). Електронна конфигурация от три... ... Физическа енциклопедия

    Съществително име, брой синоними: 3 лантаноид (15) метал (86) елемент (159) ASIS Речник на синонимите ... Речник на синонимите

    европий- Eu Химичен елемент; принадлежи към лантанидите; под формата на оксид се използва в ядрената енергетика като горим абсорбер. [A.S. Голдбърг. Англо-руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло Синоними Eu EN европий ... Ръководство за технически преводач

    европий- (Европий), Eu, химичен елемент от III група на периодичната таблица, атомен номер 63, атомна маса 151.96; принадлежи към редкоземни елементи; метал. Открит от френския химик Е. Демарсе през 1901 г. ... Илюстрован енциклопедичен речник

    63 Samarium ← Europium → Gadolinium ... Wikipedia

    - (лат. Europium), хим. елемент III гр. период див система, се отнася до лантанидите. Метален, плътен 5,245 g/cm3, точка на топене 826 0C. Име от Европа (част от света). Абсорбатор на неутрони в ядрени реактори, активатор на фосфор в цвят. телевизори... Естествени науки. енциклопедичен речник

    - (проп.) химикал елемент от семейството на лантанидите, символ Eu (лат. europium); метал. Нов речник на чуждите думи. от EdwART, 2009. europium [Речник на чуждите думи на руския език

Книги

  • Популярна библиотека с химични елементи. В две книги. Книга 1. Водород - Паладий,. Библиотеката на популярните химични елементи съдържа информация за всички известни на човечеството елементи. Днес те са 107, като част от тях са получени по изкуствен път. Колко различни са имотите...

История

Да бъдеш сред природата

Място на раждане

Касова бележка

Металният европий се получава чрез редукция на Eu 2 O 3 във вакуум с лантан или въглерод, както и чрез електролиза на стопилката EuCl 3.

цени

Европий е един от най-скъпите лантаниди. През 2014 г. цената на европиевия метал EBM-1 варира от 800 до 2000 щатски долара за кг, а европиевият оксид с чистота 99,9% е около 500 долара за кг.

Физични свойства

Европийът в чистата си форма, подобно на другите лантаниди, е мек, сребристо-бял метал. Той има необичайно ниска плътност (5,243 g/cm3), точка на топене (826 °C) и точка на кипене (1440 °C) в сравнение със своите съседи в периодичната таблица гадолиний и самарий. Тези стойности противоречат на феномена на компресия на лантанида поради влиянието на електронната конфигурация на европиевия атом 4f 7 6s 2 върху неговите свойства. Тъй като f-електронната обвивка на атома на европий е наполовина запълнена, само два електрона са предвидени за образуването на метална връзка, чието привличане към ядрото е отслабено и води до значително увеличаване на радиуса на атома. Подобно явление се наблюдава и в атома на итербия. При нормални условия европият има обемно центрирана кубична кристална решетка с константа на решетката 4,581 Å. Когато кристализира под високо налягане, европият образува още две модификации на кристалната решетка. Освен това последователността на модификациите с нарастващо налягане се различава от последователността в други лантаниди, което също се наблюдава в итербия. Първият фазов преход настъпва при налягания над 12,5 GPa, като европият образува шестоъгълна кристална решетка с параметри a = 2,41 Å и c = 5,45 Å. При налягане над 18 GPa европият образува подобна шестоъгълна кристална решетка с по-плътна опаковка. Европиевите йони, вградени в кристалната решетка на някои съединения, са способни да произвеждат интензивна флуоресценция, като дължината на вълната на излъчваната светлина зависи от степента на окисление на европиевите йони. Eu 3+, почти независимо от веществото, в чиято кристална решетка е вградено, излъчва светлина с дължина на вълната 613 и 618 nm, което съответства на интензивен червен цвят. Напротив, максималната емисия на Eu 2+ силно зависи от структурата на кристалната решетка на приемното вещество и, например, в случая на бариево-магнезиев алуминат, дължината на вълната на излъчваната светлина е 447 nm и е в синята част на спектъра, а в случая на стронциев алуминат (SrAl 2 O 4 :Eu 2+) дължината на вълната е 520 nm и е в зелената част на спектъра на видимата светлина. При налягане от 80 GPa и температура от 1,8 K европий придобива свръхпроводящи свойства.

Изотопи

Естественият европий се състои от два изотопа, 151 Eu и 153 Eu, в съотношение приблизително 1:1. Европий-153 има естествено изобилие от 52,2% и е стабилно. Изотопът европий-151 съставлява 47,8% от естествения европий. Наскоро беше открито, че има слаба алфа радиоактивност с период на полуразпад от около 5 x 10 18 години, съответстващ на около 1 разпад на 2 минути на килограм естествен европий. В допълнение към този естествен радиоизотоп са създадени и изследвани 35 изкуствени радиоизотопи на европий, сред които най-стабилните са 150 Eu (период на полуразпад 36,9 години), 152 Eu (13,516 години) и 154 Eu (8,593 години). Открити са и 8 метастабилни възбудени състояния, сред които най-стабилните са 150m Eu (12,8 часа), 152m1 Eu (9,3116 часа) и 152m2 Eu (96 минути).

Химични свойства

Европий е типичен активен метал и реагира с повечето неметали. Европий в групата на лантанидите има максимална реактивност. Бързо се окислява във въздуха, върху металната повърхност винаги има оксиден филм. Съхранявайте в буркани или ампули под слой течен парафин или керосин. При нагряване на въздух до температура от 180 °C, той се запалва и изгаря, за да образува европиев (III) оксид.

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)) )

Той е много активен и може да измести почти всички метали от солните разтвори. В съединенията, като повечето редкоземни елементи, той проявява предимно степен на окисление +3; при определени условия (например електрохимична редукция, редукция с цинкова амалгама и др.) може да се получи степен на окисление +2. Също така при промяна на редокс условията е възможно да се получи степен на окисление +2 и +3, което съответства на оксид с химична формула Eu 3 O 4. С водорода европият образува нестехиометрични фази, в които водородните атоми са разположени в междините на кристалната решетка между европиевите атоми. Европийът се разтваря в амоняк, за да образува син разтвор, който се дължи, както в подобни разтвори на алкални метали, на образуването на солватирани електрони.

Последният редкоземен елемент от подгрупата на церия - европий - също като съседите си в периодичната таблица, е един от най-мощните абсорбери на топлинни неутрони. Това е основата за използването му в ядрените технологии и технологиите за радиационна защита.
Като антинеутронен защитен материал елемент № 63 е интересен, защото неговите естествени изотопи 151 Eu и 153 Eu, абсорбиращи неутрони, се превръщат в изотопи, чието сечение за улавяне на топлинни неутрони е почти толкова голямо.

Радиоактивният европий, произведен в ядрени реактори, се използва за лечение на някои форми на рак.
Европий придобива значение като активатор на фосфора. По-специално, итриевият оксид, оксисулфидът и ортованадатът YV0 4, използвани за производството на червен цвят на телевизионните екрани, се активират от микропримеси на европий. Други фосфори, активирани от европий, също са от практическо значение. Те се основават на цинкови и стронциеви сулфиди, натриеви и калциеви флуориди, калциеви и бариеви силикати.
Известно е, че са правени опити за легиране на някои специални сплави с европий, отделени от други лантаниди, по-специално сплави на базата на цирконий.
Елемент № 63 не е като другите редкоземни елементи по всякакъв начин. - най-лекият от лантанидите, неговата плътност е само 5,245 g/cm 3 . Европий има най-големия атомен радиус и атомен обем от всички лантаниди. Някои изследователи свързват тези „аномалии“ в свойствата на елемент № 63 и с факта, че от всички редкоземни елементи европият е най-малко устойчив на корозивното действие на влажния въздух и водата.
Реагирайки с вода, европият образува разтворимо съединение Eu(0H) 2 *2H 2 0. То е жълто на цвят, но при съхранение постепенно побелява. Очевидно тук се извършва по-нататъшно окисление от атмосферния кислород до Eu 2 0 3.
Както вече знаем, в съединенията европий може да бъде дву- и тривалентен. Повечето от неговите съединения са бели, обикновено с кремав, розов или светло оранжев оттенък. Съединенията на европий с хлор и бром са фоточувствителни.
Както е известно, тривалентните йони на много лантаниди могат да се използват, като йона Cr 3+ в рубина, за възбуждане на лазерно лъчение. Но от всички тях само йонът Eu 3+ произвежда радиация в частта от спектъра, възприемана от човешкото око. Лъчът на европиевия лазер е оранжев.

Произход на името европий

Откъде идва името на елемент No63 не е трудно да се разбере. Що се отнася до историята на откритието, беше трудно и дълго да се открие.
През 1886 г. френският химик Демарсе изолира нов елемент от земята на Самарп, който очевидно не е чист европий. Но опитът му не можеше да бъде възпроизведен. През същата година англичанинът Крукс открива нова линия в спектъра на самарскита. Льокок дьо Боабодран направи подобно послание шест години по-късно. Но всички данни за новия елемент бяха малко нестабилни.
Демарсей показа характер. Той прекара няколко години в изолиране на нов елемент от самариевата земя и след като най-накрая подготви (това беше вече през 1896 г.) чист препарат, той ясно видя спектралната линия на новия елемент. Първоначално той обозначава новия елемент с гръцката главна буква "сигма" - 2. През 1901 г., след серия от контролни експерименти, този елемент получава сегашното си име.
Металният европий е получен за първи път едва през 1937 г.

Описание

Електронната структура на атома на европий Eu I съдържа 63 електрона, които запълват 13 черупки. Основният член е октетът 8 S 7/2 от конфигурацията 4f 7 6s 2. Когато s-електронът е възбуден, възникват различни членове на конфигурациите 4f 7 6snl, 4f 7 5dnl и 4f 7 nl 2 с висока множественост (6,8,10) в LS свързването, което формира спектъра. За първи път оптичният спектър на атома Eu I е изследван от Ръсел Х. и Кинг А. (1934 г.). Над първата граница на йонизация (45734,9 cm -1) има нива на конфигурацията 4f 7 5dnp, над втората (47404,1 cm -1) има некласифицирани нива. Към днешна дата степента на изучаване на Eu I е малка; има много некласифицирани нива и преходи.

Препратки:

Коточигова С.А. и др. // ОиС - 1983 - Т. 55, № 3 - С. 422-429; Т. 54, № 3 - С. 415-420.

Комаровски В.А. и др. // ОиС - 1991 - Т. 71, № 4 - С.559-592; 1984 г. - Т. 57, № 5 - С. 803-807.

Karner C. et al. //Астрон. и астрофиз. - 1982 - кн. 107, № 1 - С. 161-165.

Головачев Н.В. и др. // ОиС - 1978 - Т. 44, № 1 - С. 28-30.

Bhattacharyya S. и др. // Phys. Rev. A - 2006 - том. 73, № 6 - стр. 062506; 2007 - кн. 76, No 1 A - P. 012502; Spectrochim. Acta B - 2003 - том. 58, № 3 - С. 469-478.

Смирнов Ю.М. // ТВТ - 2003 - Т. 41, № 3 - С. 353-360.

Nakhate S. и др. // J. Phys. B - 1996 - кн. 29, № 8 - С. 1439-1450.

Xie J. и др. // J. Phys. B - 2011 - том. 44, № 1 - С. 015003.

Wang Xi и др. // J. Phys. Б - 2012 - кн. 45 - С. 165001.

Ден Хартог Е. и др. // Astrophys. J., доп. сер. - 2002 - кн. 141 - С. 255-265.

Elantkowska M. и др. // Z. Phys. D - 1993 - том. 27 - С. 103-109.