Європій (англ. europium, нім. Europium n) — хімічний елемент. Символ Eu, ат. н. 63, ат.м. 151,96. Належить до лантаноїдів. Сріблясто-білий метал. Хімічно активний. Компонент люмінофорів. Входить як ізоморфна домішка в кристалічну ґратку мінералів монациту, лопариту, евксеніту, фергусоніту.
Історія
У 1879 французький хімік Поль Еміль Лекок де Буабодран заявив про відкриття нового елементу, самарію. Проте, складний спектр самарію вказував на наявність у ньому домішків інших невідомих елементів.
Першим зафіксував специфічну червону спектральну лінію європію довжиною 609 нм Вільям Крукс у 1885 році, проте тоді не було ясно, що вона належить саме новому елементу.
У 1886 році швейцарський хімік Жан Шарль Галісард Маріньяк виділив з самарію гадоліній, що пояснив частину незрозумілих спектральних ліній, але не всі. Пізніше того ж року Ежен Анатоль Демарсе заявив про виділення оксиду ще одного елементу, проте його дослід не вдалося повторити.
У 1892 році Буабодран також заявив про відкриття нового елементу, проте ця заява була зроблена лише за спектральними данними — елемент не було відділено від самарію.
Нарешті, у 1896 році, через 10 років після своєї першої спроби, Демарсе зміг виділити оксид нового елементу, а у 1901 році отримав порівняно чистий зразок, і показав, що саме з ним пов'язані аномальні спектральні лінії, які спостерігали Крукс і Буабодран, а також встановив його приблизну атомну масу (151).
Назву елемент отримав на честь континенту Європа. Можливо, Демарсе таким чином хотів відповісти на популярну в останні десятиліття 19 століття тенденцію називати елементи на честь окремих країн — германій, галій, полоній.
Поширення та отримання
Європій є порівняно розповсюдженим елементом земної кори — його частка (1,8 г/т) у кілька сотень разів вища за частку золота, проте, як і інші лантаноїди, він є розсіяним елементом, а тому не скупчується у родовищах.
Європій може заміщати кальцій і стронцій, тому деякі мінерали кальцію і стронцію мають підвищений вміст європію. Проте, для комерційного видобутку така концентрація є занизькою.
Зазвичай, всі лантаноїди в усіх мінералах присутні разом, і їх пропорція також зберігається (важчі лантаноїди мають меншу концентрацію). Проте, через те, що хімічні властивості європію трохи відрізняються від решти лантаноїдів, він не підкоряється цій закономірності. Це явище носить назву [en]. При описі мінералів, у яких концентрація європію значно менша за очікувану, кажуть про негативну європієву аномалію, а для тих, у яких концентрація вища — про позитивну європієву аномалію.
Добувають європій разом з іншими рідкоземельними металами з мінералів монациту, бастнезиту і ксенотиму. У найбагатших рудах вміст європію сягає 1%, проте більш типовим є значення 0,05% (за вагою).
Більша частина покладів цих мінералів знаходиться у Китаї, Бразилії, В'єтнамі та Росії, проте, оскільки китайські руди є значно багатшими, їх переробка є більш вигідною, починаючи з 90-х років Китай є основним постачальником рідкоземельних металів, у тому числі і європію.
При переробці руди завжди отримується суміш лантаноїдів. Розділення лантаноїдів є складним багатостадійним процесом, проте європій може бути відділений порівняно легко, через те, що він може бути переведений у двовалентний стан.
Металевий європій отримують відновленням Eu2O3 у вакуумі лантаном або вуглецем, а також електролізом розплаву .
У 2010 році було видобуто близько 270 тон європію (у перерахунку на чистий метал).
Хімічні властивості
Європій найактивніший серед рідкісноземельних елементів. Його реакційна здатність порівнюється з кальцієм. Європій досить швидко, а при нагріванні активно реагує з киснем повітря з утворенням європій (ІІІ) оксиду:
Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду:
Європій реагує з галогенами:
(сіль білого кольору)
(сіль жовтого кольору)
(сіль зеленого кольору)
Європій реагує з розведеними кислотами з утворенням Eu(III) іону який забарвлює розчин у рожевий колір (існує як аквакомплекс)
Європій один з небагатьох рідкісноземельних металів, що може проявляти ступінь окиснення +2.
Ізотопи
Природній європій складається з двох різних ізотопів. З них 1 стабільний, а ще 1 має надзвичайно довгий період розпаду.
Масове число | Частка у природному європії | Період напіврозпаду |
---|---|---|
151 | 47,81 % | >= 1,7×1018 років |
153 | 52,19 % | ∞ |
Загалом відомо 43 ізотопи європію з масовими числами від 130 до 165, 8 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, що не зустрічаються в природі, найбільші періоди напіврозпаду мають Eu150 (36,9 років) і Eu152 (13,5 років).
Застосування
Люмінофори
Європій має яскраву емісійну лінію червоного кольору (довжина хвилі 610 нм). Ця лінія відповідає переходу електрону на четвертому f-рівні. Цей рівень електронів екранований s- і p-електронами п'ятої орбіталі, тому хімічні зв'язки дуже слабко впливають на частоту світла, що випромінюється при цьому переході. Інші лінії виникають лише у деяких хімічних сполуках, наприклад, синя лінія випромінюється лише у двовалентному стані.
У кольорових дисплеях кожен піксель складається з трьох субпікселів червоного, синього і зеленого кольору. У телевізорах з кінескопом і плазмових дисплеях світіння забезпечується трьома люмінофорами відповідних кольорів, що випромінюють світло після опромінення їх пучком швидких електронів. У 60-х роках виявилося, що для створення червоного кольору ідеально підходить люмінофор на основі європію у комплексі з ванадатом ітрію. Виробництво кольорових телевізорів було найбільшим споживачем європію до початку 21 століття, коли кінескопи були витіснені рідкокристалічними дисплеями.
Зараз люмінофори на основі європію використовуються у дисплеях підвищеної яскравості. Також ведуться розробки органічних світлодіодів на основі європію.
Одним зі ступенів захисту банкнот євро є малюнок, нанесений сполукою європію, що світиться помаранчево-червоним світлом при опроміненні ультрафіолетом.
Метод флуоресціюючих антитіл, що використовується для виявлення у пацієнта специфічних антигенів використовує антитіла, мічені люмінофором, з подальшим візуальним дослідженням світіння тестованого зразка. У якості люмінофору часто використовуються сполуки європію.
Легований європієм борат або фтороборат стронцію використовується як робоче тіло у лампах чорного світла (ультрафіолетові лампи, що майже не випромінюють у видимому діапазоні) з довжиною хвилі 368-371 нм.
Європієві мітки використовують для боротьби з контрафактною продукцією.
Існують потенційні використання європію у сільському господарстві — пластик, легований двовалентним європієм і міддю ефективно перетворює ультрафіолетове світло у видиме, що пришвидшує ріст рослин під ним. Схожа методика використовується для підвищення ККД фотоелементів.
Інше
Пластики, леговані європієм використовуються у лазерній техніці. Один з найефективніших поглиначів нейтронів у ядерній техніці.
Примітки
- Europium in the limelight [ 3 вересня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
- Emsley, 2011, с. 171.
- Европий: факты и фактики [ 11 липня 2020 у Wayback Machine.](рос.)
- On the phosphorescent spectra of Sδ and Europium [ 11 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка [ 11 липня 2020 у Wayback Machine.](рос.)
- Abundance in Earth's Crust of the elements [ 12 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Systematics and the Properties of the Lanthanides(англ.)
- Materials Handbook: A Concise Desktop Reference [ 14 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- RARE EARTHS [ 16 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Europium [ 21 березня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Isotopes of the Element Europium [ 17 вересня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
- [https://www.abcam.com/en-ua/technical-resources/guides/fluorescence-guide/time-resolved-fluorescence Introduction to time-resolved fluorescence (TRF) ] [ 14 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- Principles of Colour and Appearance Measurement [ 12 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
- . Архів оригіналу за 19 червня 2020. Процитовано 12 липня 2020.
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк:"Вебер", 2008. — 758 с.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
- John Emsley. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. — Oxford University Press, 2011. — 699 с. — .
Посилання
https://www.webelements.com/europium/chemistry.html [ 1 травня 2009 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Yevropij angl europium nim Europium n himichnij element Simvol Eu at n 63 at m 151 96 Nalezhit do lantanoyidiv Sriblyasto bilij metal Himichno aktivnij Komponent lyuminoforiv Vhodit yak izomorfna domishka v kristalichnu gratku mineraliv monacitu loparitu evksenitu fergusonitu Yevropij Eu Atomnij nomer63Zovnishnij viglyad prostoyi rechovinim yakij sriblyasto bilij metalVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 151 965 a o m g mol Radius atoma199 pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 546 9 5 67 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Xe 4f7 6s2Himichni vlastivostiKovalentnij radius185 pmRadius iona 3e 95 2e 109 pmElektronegativnist za Polingom 0 0Elektrodnij potencialEu Eu3 1 99V Eu Eu2 2 80VStupeni okisnennya3 2Termodinamichni vlastivostiGustina5 243 g sm Molyarna teployemnist0 176 Dzh K mol Teploprovidnist13 9 Vt m K Temperatura plavlennya1095 KTeplota plavlennyan a kDzh molTemperatura kipinnya1870 KTeplota viparovuvannya176 kDzh molMolyarnij ob yem28 9 sm molKristalichna gratkaStruktura gratkikubichna ob yemnocentrovanaPeriod gratki4 610 AVidnoshennya s an aTemperatura Debayan a KInshi vlastovostiKritichna tochkan dH He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Yevropij u VikishovishiIstoriyaU 1879 francuzkij himik Pol Emil Lekok de Buabodran zayaviv pro vidkrittya novogo elementu samariyu Prote skladnij spektr samariyu vkazuvav na nayavnist u nomu domishkiv inshih nevidomih elementiv Pershim zafiksuvav specifichnu chervonu spektralnu liniyu yevropiyu dovzhinoyu 609 nm Vilyam Kruks u 1885 roci prote todi ne bulo yasno sho vona nalezhit same novomu elementu U 1886 roci shvejcarskij himik Zhan Sharl Galisard Marinyak vidiliv z samariyu gadolinij sho poyasniv chastinu nezrozumilih spektralnih linij ale ne vsi Piznishe togo zh roku Ezhen Anatol Demarse zayaviv pro vidilennya oksidu she odnogo elementu prote jogo doslid ne vdalosya povtoriti U 1892 roci Buabodran takozh zayaviv pro vidkrittya novogo elementu prote cya zayava bula zroblena lishe za spektralnimi dannimi element ne bulo viddileno vid samariyu Nareshti u 1896 roci cherez 10 rokiv pislya svoyeyi pershoyi sprobi Demarse zmig vidiliti oksid novogo elementu a u 1901 roci otrimav porivnyano chistij zrazok i pokazav sho same z nim pov yazani anomalni spektralni liniyi yaki sposterigali Kruks i Buabodran a takozh vstanoviv jogo pribliznu atomnu masu 151 Nazvu element otrimav na chest kontinentu Yevropa Mozhlivo Demarse takim chinom hotiv vidpovisti na populyarnu v ostanni desyatilittya 19 stolittya tendenciyu nazivati elementi na chest okremih krayin germanij galij polonij Poshirennya ta otrimannyaYevropij 300gr sublimovani dendritni kristali Yevropij ye porivnyano rozpovsyudzhenim elementom zemnoyi kori jogo chastka 1 8 g t u kilka soten raziv visha za chastku zolota prote yak i inshi lantanoyidi vin ye rozsiyanim elementom a tomu ne skupchuyetsya u rodovishah Yevropij mozhe zamishati kalcij i stroncij tomu deyaki minerali kalciyu i stronciyu mayut pidvishenij vmist yevropiyu Prote dlya komercijnogo vidobutku taka koncentraciya ye zanizkoyu Koncentraciya yevropiyu porivnyano z inshimi ridkozemelnimi elementami u deyakih zemnih ta pozazemnih porodah Zazvichaj vsi lantanoyidi v usih mineralah prisutni razom i yih proporciya takozh zberigayetsya vazhchi lantanoyidi mayut menshu koncentraciyu Prote cherez te sho himichni vlastivosti yevropiyu trohi vidriznyayutsya vid reshti lantanoyidiv vin ne pidkoryayetsya cij zakonomirnosti Ce yavishe nosit nazvu en Pri opisi mineraliv u yakih koncentraciya yevropiyu znachno mensha za ochikuvanu kazhut pro negativnu yevropiyevu anomaliyu a dlya tih u yakih koncentraciya visha pro pozitivnu yevropiyevu anomaliyu Dobuvayut yevropij razom z inshimi ridkozemelnimi metalami z mineraliv monacitu bastnezitu i ksenotimu U najbagatshih rudah vmist yevropiyu syagaye 1 prote bilsh tipovim ye znachennya 0 05 za vagoyu Bilsha chastina pokladiv cih mineraliv znahoditsya u Kitayi Braziliyi V yetnami ta Rosiyi prote oskilki kitajski rudi ye znachno bagatshimi yih pererobka ye bilsh vigidnoyu pochinayuchi z 90 h rokiv Kitaj ye osnovnim postachalnikom ridkozemelnih metaliv u tomu chisli i yevropiyu Pri pererobci rudi zavzhdi otrimuyetsya sumish lantanoyidiv Rozdilennya lantanoyidiv ye skladnim bagatostadijnim procesom prote yevropij mozhe buti viddilenij porivnyano legko cherez te sho vin mozhe buti perevedenij u dvovalentnij stan Metalevij yevropij otrimuyut vidnovlennyam Eu2O3 u vakuumi lantanom abo vuglecem a takozh elektrolizom rozplavu U 2010 roci bulo vidobuto blizko 270 ton yevropiyu u pererahunku na chistij metal Himichni vlastivostiYevropij najaktivnishij sered ridkisnozemelnih elementiv Jogo reakcijna zdatnist porivnyuyetsya z kalciyem Yevropij dosit shvidko a pri nagrivanni aktivno reaguye z kisnem povitrya z utvorennyam yevropij III oksidu 4 Eu 3 O 2 2 Eu 2 O 3 displaystyle ce 4 Eu 3 O2 gt 2 Eu2O3 Povilno reaguye z vodoyu odnak reakciya prishvidshuyetsya pri nagrivanni z utvorennyam gidroksidu 2 Eu t v 6 H 2 O r 2 Eu OH 3 r 3 H 2 g displaystyle ce 2Eu tv 6H2O r gt 2Eu OH 3 r 3 H2 g Yevropij reaguye z galogenami 2 Eu t v 3 F 2 g 2 EuF 3 t v displaystyle ce 2Eu tv 3F2 g gt 2EuF3 tv sil bilogo koloru 2 Eu t v 3 Cl 2 g 2 EuCl 3 t v displaystyle ce 2Eu tv 3Cl2 g gt 2EuCl3 tv sil zhovtogo koloru 2 Eu t v 3 Br 2 g 2 EuBr 3 t v displaystyle ce 2Eu tv 3Br2 g gt 2EuBr3 tv sil zelenogo koloru 2 Eu t v 3 I 2 g 2 EuI 3 t v displaystyle ce 2Eu tv 3I2 g gt 2EuI3 tv Yevropij reaguye z rozvedenimi kislotami z utvorennyam Eu III ionu yakij zabarvlyuye rozchin u rozhevij kolir isnuye yak Eu OH 2 9 3 displaystyle ce Eu OH2 9 3 akvakompleks 2 Eu 3 H 2 SO 4 18 H 2 O 2 Eu OH 2 9 3 3 SO 4 2 3 H 2 displaystyle ce 2Eu 3H2SO4 18H2O gt 2 Eu OH2 9 3 3SO4 2 3H2 Yevropij odin z nebagatoh ridkisnozemelnih metaliv sho mozhe proyavlyati stupin okisnennya 2 IzotopiDokladnishe Prirodnij yevropij skladayetsya z dvoh riznih izotopiv Z nih 1 stabilnij a she 1 maye nadzvichajno dovgij period rozpadu Masove chislo Chastka u prirodnomu yevropiyi Period napivrozpadu 151 47 81 gt 1 7 1018 rokiv 153 52 19 Zagalom vidomo 43 izotopi yevropiyu z masovimi chislami vid 130 do 165 8 z yakih metastabilni Z nestabilnih izotopiv sho ne zustrichayutsya v prirodi najbilshi periodi napivrozpadu mayut Eu150 36 9 rokiv i Eu152 13 5 rokiv ZastosuvannyaLyuminofori Ekran kolorovogo EPT televizoru u velikomu nablizhenni Chervoni zirki na banknoti 100 yevro sho vidimi lishe pri ultrafioletovomu osvitlenni Lampa chornogo svitla Yevropij maye yaskravu emisijnu liniyu chervonogo koloru dovzhina hvili 610 nm Cya liniya vidpovidaye perehodu elektronu na chetvertomu f rivni Cej riven elektroniv ekranovanij s i p elektronami p yatoyi orbitali tomu himichni zv yazki duzhe slabko vplivayut na chastotu svitla sho viprominyuyetsya pri comu perehodi Inshi liniyi vinikayut lishe u deyakih himichnih spolukah napriklad sinya liniya viprominyuyetsya lishe u dvovalentnomu stani U kolorovih displeyah kozhen piksel skladayetsya z troh subpikseliv chervonogo sinogo i zelenogo koloru U televizorah z kineskopom i plazmovih displeyah svitinnya zabezpechuyetsya troma lyuminoforami vidpovidnih koloriv sho viprominyuyut svitlo pislya oprominennya yih puchkom shvidkih elektroniv U 60 h rokah viyavilosya sho dlya stvorennya chervonogo koloru idealno pidhodit lyuminofor na osnovi yevropiyu u kompleksi z vanadatom itriyu Virobnictvo kolorovih televizoriv bulo najbilshim spozhivachem yevropiyu do pochatku 21 stolittya koli kineskopi buli vitisneni ridkokristalichnimi displeyami Zaraz lyuminofori na osnovi yevropiyu vikoristovuyutsya u displeyah pidvishenoyi yaskravosti Takozh vedutsya rozrobki organichnih svitlodiodiv na osnovi yevropiyu Odnim zi stupeniv zahistu banknot yevro ye malyunok nanesenij spolukoyu yevropiyu sho svititsya pomaranchevo chervonim svitlom pri oprominenni ultrafioletom Metod fluoresciyuyuchih antitil sho vikoristovuyetsya dlya viyavlennya u paciyenta specifichnih antigeniv vikoristovuye antitila micheni lyuminoforom z podalshim vizualnim doslidzhennyam svitinnya testovanogo zrazka U yakosti lyuminoforu chasto vikoristovuyutsya spoluki yevropiyu Legovanij yevropiyem borat abo ftoroborat stronciyu vikoristovuyetsya yak roboche tilo u lampah chornogo svitla ultrafioletovi lampi sho majzhe ne viprominyuyut u vidimomu diapazoni z dovzhinoyu hvili 368 371 nm Yevropiyevi mitki vikoristovuyut dlya borotbi z kontrafaktnoyu produkciyeyu Isnuyut potencijni vikoristannya yevropiyu u silskomu gospodarstvi plastik legovanij dvovalentnim yevropiyem i middyu efektivno peretvoryuye ultrafioletove svitlo u vidime sho prishvidshuye rist roslin pid nim Shozha metodika vikoristovuyetsya dlya pidvishennya KKD fotoelementiv Inshe Plastiki legovani yevropiyem vikoristovuyutsya u lazernij tehnici Odin z najefektivnishih poglinachiv nejtroniv u yadernij tehnici PrimitkiEuropium in the limelight 3 veresnya 2021 u Wayback Machine angl Emsley 2011 s 171 Evropij fakty i faktiki 11 lipnya 2020 u Wayback Machine ros On the phosphorescent spectra of Sd and Europium 11 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Nauchnye skazki periodicheskoj tablicy Zanimatelnaya istoriya himicheskih elementov ot myshyaka do cinka 11 lipnya 2020 u Wayback Machine ros Abundance in Earth s Crust of the elements 12 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Systematics and the Properties of the Lanthanides angl Materials Handbook A Concise Desktop Reference 14 lipnya 2020 u Wayback Machine angl RARE EARTHS 16 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Europium 21 bereznya 2020 u Wayback Machine angl Isotopes of the Element Europium 17 veresnya 2017 u Wayback Machine angl https www abcam com en ua technical resources guides fluorescence guide time resolved fluorescence Introduction to time resolved fluorescence TRF 14 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Principles of Colour and Appearance Measurement 12 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Arhiv originalu za 19 chervnya 2020 Procitovano 12 lipnya 2020 LiteraturaGlosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 John Emsley Nature s Building Blocks An A Z Guide to the Elements Oxford University Press 2011 699 s ISBN 9780199605637 Posilannyahttps www webelements com europium chemistry html 1 travnya 2009 u Wayback Machine