Evropiyum
| Evropiyum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Telaffuz | /j[unsupported input]oʊpiəm/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Görünüm | soluk sarı tonlu gümüşi beyaz;[1]ancak nadiren oksit rengi değişmeden görülür | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standart atom ağırlığı Ar, std(Eu) | 151.964(1)[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Periyodik tablodaki Evropiyum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom numarası (Z) | 63 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grup | grup n/a | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | periyot 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Blok | f-blok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Element kategorisi | Lantanid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektron konfigürasyonu | [Xe] 4f7 6s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kabuk başına elektron | 2, 8, 18, 25, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fiziksel özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| STP de Faz | katı | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erime noktası | 1099 K (826 °C, 1519 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kaynama noktası | 1802 K (1529 °C, 2784 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Yoğunluk (r.t. yakın) | 5.264 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| sıvı olduğunda ( m.p.) | 5.13 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isı entalpisi | 9.21 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Buharlaştırma ısı | 176 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar ısı kapasitesi | 27.66 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buhar basıncı
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom özellikleri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oksidasyon durumları | +1, +2, +3 (bir hafif baz oksit) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegatiflik | Pauling ölçeği: 1.2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| İyonlaşma enerjisi |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom yarıçapı | deneysel: 180 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalent yarıçapı | 198±6 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
evropiyum spektral çizgileri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Diğer özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristal yapı | hacim merkezli kübik (bcc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termal Genleşme | poly: 35.0 µm/(m·K) (r.t.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termal iletkenlik | est. 13.9 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektriksel direnç | poly: 0.900 µΩ·m (r.t.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Manyetik sıralama | paramanyetik[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Manyetik alınganlık | +34,000.0·10−6 cm3/mol[4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young modülü | 18.2 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kayma modülü | 7.9 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modülü | 8.3 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson oranı | 0.152 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vickers sertliği | 165–200 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Numarası | 7440-53-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tarihçe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Adlandırma | Avrupa'dan sonra | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keşfeden ve ilk izolasyon | Eugène-Anatole Demarçay (1896, 1901) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| evropiyum ana izotopları | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Evropiyum veya Öropiyum, sembolü Eu ve atom numarası 63 olan kimyasal bir elementtir. Evropiyum, atmosferik oksijen veya nemden korumak için inert bir sıvı altında depolanması gereken en reaktif lantanittir. Evropiyum aynı zamanda en yumuşak lantaniddir, çünkü bıçakla kolayca kesilebilir. Oksidasyon giderildiğinde parlak beyaz bir metal görünür. Evropiyum 1901 yılında izole edilmiştir ve adını Avrupa kıtasından almıştır. Lantanit serisinin tipik bir üyesi olan öropiyum genellikle +3 oksidasyon durumunu varsayar, ancak +2 oksidasyon durumu da yaygındır. Oksidasyon durumu +2 olan tüm Evropiyum bileşikleri biraz azalmaktadır. Evropiyum önemli bir biyolojik rolü yoktur ve diğer ağır metallere kıyasla nispeten toksik değildir. Evropiyum çoğu uygulaması, Evropiyum bileşiklerinin fosforesansından yararlanır. Evropiyum, dünyadaki nadir toprak elementlerinden biridir.
Tarihçe
Evropiyum, diğer nadir elementleri içeren minerallerin çoğunda bulunmasına rağmen, elementleri ayırmadaki zorluklardan dolayı elementin izole edilmesi 1800'lerin sonlarına kadar değildi. William Crookes, sonunda evropiyum saptamaları da dahil olmak üzere nadir elementlerin fosforlu spektrumlarını gözlemledi.
Evropiyum ilk olarak 1892'de Paul Émile Lecoq de Boisbaudran tarafından bulundu ve samaryum veya gadolinyum tarafından açıklanmayan spektral çizgilere sahip samaryum-gadolinyum konsantrelerinden temel fraksiyonlar elde etti. Ancak, evropiyumun keşfi genel olarak, yakın zamanda keşfedilen samaryum örneklerinin 1896'da bilinmeyen bir elementle kontamine olduğundan şüphelenen ve 1901'de izole edebilen Fransız kimyager Eugène-Anatole Demarçay'a; daha sonra buna europium adını verdi.
Evropiyum katkılı itriyum ortovanadat kırmızı fosforu 1960'ların başında keşfedildiğinde ve renkli televizyon endüstrisinde bir devrime neden olacağı anlaşıldığında, monazit işlemciler arasında sınırlı evropiyum arzı için bir kargaşa çıktı. Monazitte tipik evropiyum içeriği yaklaşık %0.05'tir. Bununla birlikte, lantanitleri %0,1 gibi alışılmadık derecede yüksek evropiyum içeriğine sahip Kaliforniya, Mountain Pass nadir toprak madenindeki Molycorp bastnäsite yatağı devreye girecek ve endüstriyi sürdürmek için yeterli evropiyum sağlayacaktı. Evropiyumdan önce, renkli TV kırmızı fosforu çok zayıftı ve renk dengesini korumak için diğer fosfor renklerinin susturulması gerekiyordu. Parlak kırmızı evropiyum fosforu sayesinde artık diğer renkleri sessize almak gerekmiyordu ve sonuç çok daha parlak renkli bir TV görüntüsüydü. Europium, o zamandan beri televizyon endüstrisinde ve bilgisayar monitörlerinde kullanılmaya devam etti. Kaliforniyalı bastnäsite şimdi Bayan Obo, Çin'den sıkı bir rekabetle karşı karşıya ve %0,2'lik daha da "zengin" öropyum içeriği ile.
1950'lerin ortalarında nadir toprak endüstrisinde devrim yaratan iyon değişim teknolojisini geliştirmesiyle ünlü olan Frank Spedding, bir zamanlar 1930'larda nadir topraklar üzerine ders vermesinin öyküsünü anlattı, yaşlı bir beyefendi ona birkaç kilo evropiyum oksit hediye teklifi yaptı. Bu, o zamanlar duyulmamış bir miktardı ve Spedding adamı ciddiye almadı. Bununla birlikte, postayla usulüne uygun bir şekilde birkaç kilo gerçek evropiyum oksit içeren bir paket geldi. Yaşlı beyefendinin, redoks kimyasını içeren ünlü bir evropiyum saflaştırma yöntemi geliştiren Herbert Newby McCoy olduğu ortaya çıktı.
Özellikler
Fiziki ozellikleri
Evropiyum, kurşuna benzer bir sertliğe sahip sünek bir metaldir. Hacim merkezli kübik bir kafeste kristalleşir. Evropiyumun bazı özellikleri, yarı dolu elektron kabuğundan güçlü bir şekilde etkilenir. Evropiyum, ikinci en düşük erime noktasına ve tüm lantanitlerin en düşük yoğunluğuna sahiptir.
Europium, 1.8 K'nin altına soğutulduğunda ve 80 GPa'nın üzerine sıkıştırıldığında bir süper iletken haline gelir. Bunun nedeni, evropiyumun metalik durumda iki değerlikli olmasıdır ve uygulanan basınçla üç değerlikli duruma dönüştürülür. İki değerlikli durumda, güçlü yerel manyetik moment (J = 7/2), bu yerel momentin (Eu3+ 'da J = 0) ortadan kaldırılmasıyla indüklenen süper iletkenliği bastırır.
Kimyasal özellikler
Evropiyum, en reaktif nadir toprak elementidir. Havada hızla oksitlenir, böylece santimetre büyüklüğündeki bir numunenin yığın oksidasyonu birkaç gün içinde gerçekleşir. Su ile reaktivitesi kalsiyumunkiyle karşılaştırılabilir ve reaksiyon
- 2 Eu + 6 H2O → 2 Eu(OH)3 + 3 H2
Yüksek reaktivite nedeniyle, katı evropiyum numuneleri, koruyucu bir mineral yağ tabakası ile kaplandığında bile nadiren taze metalin parlak görüntüsüne sahiptir. Evropiyum, 150 ila 180 °C'de havada tutuşarak evropiyum (III) oksit oluşturur:
- 4 Eu + 3 O2 → 2 Eu2O3
Evropiyum, sulu olmayan Eu (III) 'ün nonahidrat olarak var olan soluk pembe çözeltilerini oluşturmak için seyreltik sülfürik asitte kolayca çözünür:
- 2 Eu + 3 H2SO4 + 18 H2O → 2 [Eu(H2O)9]3+ + 3 SO2−
4 + 3 H2
Eu (II) - Eu (III)
Genellikle üç değerlikli olmasına rağmen, evropiyum kolayca iki değerlikli bileşikler oluşturur. Bu davranış, neredeyse yalnızca +3 oksidasyon durumuna sahip bileşikler oluşturan çoğu lantanit için alışılmadık bir durumdur. +2 durumu bir elektron konfigürasyonuna 4f7 sahiptir çünkü yarı dolu f-kabuğu daha fazla stabilite sağlar. Boyut ve koordinasyon sayısı açısından evropiyum (II) ve baryum (II) benzerdir. Hem baryum hem de evropiyum (II) sülfatları da suda oldukça çözünmez. Divalent evropiyum, hafif bir indirgeyici ajandır, havada oksitlenerek Eu (III) bileşiklerini oluşturur. Anaerobik ve özellikle jeotermal koşullarda, iki değerlikli biçim yeterince kararlıdır ve kalsiyum mineralleri ve diğer alkali topraklara dahil olma eğilimindedir. Bu iyon değişim süreci, kondritik bolluğa göre monazit gibi birçok lantanit mineralindeki düşük evropiyum içeriği olan "negatif evropiyum anomalisinin" temelini oluşturur. Bastnäsite, monazite göre daha az negatif evropiyum anomalisi gösterme eğilimindedir ve bu nedenle günümüzün başlıca europium kaynağıdır. İki değerlikli evropiyumu diğer (üç değerlikli) lantanitlerden ayırmak için kolay yöntemlerin geliştirilmesi, genellikle olduğu gibi düşük konsantrasyonda mevcut olduğunda bile evropiyum erişilebilir hale getirdi.
İzotoplar
Doğal olarak oluşan evropiyum, neredeyse eşit oranlarda oluşan 2 izotoptan, 151Eu ve 153Eu'dan oluşur; 153Eu biraz daha fazladır (%52,2 doğal bolluk).
153Eu kararlı iken, 151Eu'nun 2007'de 5+11
−3×1018 yıllık yarı ömürle alfa bozunması için kararsız olduğu ve her kilogram doğal öropiyumda iki dakikada yaklaşık 1 alfa bozunması verdiği bulundu. Bu değer teorik tahminlerle makul bir uyum içindedir. Doğal radyoizotop 151Eu'nun yanı sıra, 35 yapay radyoizotop karakterize edilmiştir; en kararlı olanı 36.9 yıllık yarı ömürle 150Eu, 13.516 yıllık yarı ömre sahip 152Eu ve 8.593 yıllık yarı ömre sahip 154Eu'dur. Geri kalan tüm radyoaktif izotopların yarı ömürleri 4.7612 yıldan daha kısadır ve bunların çoğunun yarılanma ömrü 12.2 saniyeden kısadır. Bu element ayrıca 8 meta duruma sahiptir, en kararlı olanı 150mEu (t1/2=12.8 saat), 152m1Eu (t1/2=9.3116 saat) ve 152m2Eu (t1/2=96 dakika).
153Eu'dan daha hafif izotoplar için birincil bozunma modu elektron yakalamadır ve daha ağır izotoplar için birincil mod beta eksi bozunmadır. 153Eu'dan önceki birincil bozunma ürünleri samaryum (Sm) izotoplarıdır ve sonraki birincil ürünler gadolinyum (Gd) izotoplarıdır.
Bir nükleer fisyon ürünü olarak evropiyum
| İzotop | 151Eu | 152Eu | 153Eu | 154Eu | 155Eu |
|---|---|---|---|---|---|
| Verim | ~10 | düşük | 1580 | >2.5 | 330 |
| Barns | 5900 | 12800 | 312 | 1340 | 3950 |
Evropiyum nükleer fisyon tarafından üretilir, ancak evropiyum izotoplarının fisyon ürünü verimleri, fisyon ürünleri için kütle aralığının en üstüne yakın düşüktür.
Diğer lantanitlerde olduğu gibi, evropiyumun pek çok izotopu, özellikle tek kütle sayılarına sahip olanlar veya 152Eu gibi nötron açısından zayof olanlar, nötron yakalama için yüksek kesitlere sahiptir ve genellikle nötron zehiri olacak kadar yüksektir.
151Eu, samaryum-151'in beta bozunma ürünüdür, ancak bunun uzun bir bozunma yarı ömrü ve nötron absorpsiyonu için kısa ortalama süresi olduğundan, çoğu 151Sm, bunun yerine 152Sm olarak sonuçlanır.
155Eu (yarı ömür 4.7612 yıl) uranyum-235 ve termal nötronlar için milyonda 330 parça (ppm) fisyon verimine sahiptir; bunun çoğu, yakıt yanmasının sonunda radyoaktif olmayan ve emici olmayan gadolinyum-156'ya dönüştürülür.
Genel olarak, öropiyum, sezyum-137 ve stronsiyum-90 tarafından bir radyasyon tehlikesi ve samaryum ve diğerleri tarafından bir nötron zehiri olarak gölgede bırakılmıştır.
Oluşum
Evropiyum doğada serbest bir unsur olarak bulunmaz. Çoğu mineral öropiyum içerir ve en önemli kaynaklar bastnäsite, monazite, ksenotim ve loparit-(Ce)'dir. Ay'ın regolitinde küçük olası bir Eu–O veya Eu–O–C sistem fazına ilişkin tek bir bulunmasına rağmen, öropiyum ağırlıklı mineral henüz bilinmemektedir.
Diğer nadir toprak elementlerine göre minerallerdeki öropiyumun tükenmesi veya zenginleşmesi, öropiyum anomalisi olarak bilinir. Evropiyum, magmatik kayaları (magma veya lavdan soğutulmuş kayalar) oluşturan süreçleri anlamak için jeokimya ve petrolojideki eser element çalışmalarına genellikle dahil edilir. Bulunan öropiyum anomalisinin doğası, bir magmatik kayaç grubu içindeki ilişkileri yeniden kurmaya yardımcı olur. Öropiyumun ortalama kabuk bolluğu 2–2,2 ppm'dir.
Küçük miktarlardaki iki değerlikli öropiyum (Eu2+), mineral floritin (CaF2) bazı örneklerinin parlak mavi floresansının aktivatörüdür. Eu3+ 'dan Eu2+' ya indirgeme, enerjik parçacıklarla ışınlama ile indüklenir. Bunun en göze çarpan örnekleri Weardale ve kuzey İngiltere'nin komşu bölgelerinde ortaya çıktı; Burada bulunan fluorit, floresanın adını 1852'de almıştır, ancak çok sonraya kadar bunun nedeninin öropiyum olduğu belirlenmemiştir.
Astrofizikte, öropiyumun yıldız spektrumlarındaki imzası, yıldızları sınıflandırmak ve belirli bir yıldızın nasıl veya nerede doğduğuna dair teorileri bilgilendirmek için kullanılabilir. Örneğin, 2019'da gökbilimciler J1124+4535 yıldızında beklenenden daha yüksek öropiyum seviyeleri belirlediler ve bu yıldızın milyarlarca yıl önce Samanyolu ile çarpışan bir cüce galaksiden kaynaklandığını varsaydılar.
Üretim
Evropiyum, diğer nadir toprak elementleriyle ilişkilendirilir ve bu nedenle onlarla birlikte çıkarılır. Nadir toprak elementlerinin ayrılması daha sonraki işlemlerde gerçekleşir. Nadir toprak elementleri, bastnäsite, loparite-(Ce), ksenotim ve monazit minerallerinde çıkarılabilir miktarlarda bulunur. Bastnäsite, ilgili bir florokarbonat grubudur, Ln(CO3)(F,OH). Monazite, ortofosfat minerallerinden oluşan bir gruptur LnPO
4 (Ln, prometyum hariç tüm lantanitlerin bir karışımını gösterir), loparit-(Ce) bir oksittir ve ksenotim, bir ortofosfattır Y,Yb,Er,...)PO4. Monazite ayrıca toryum ve itriyum içerir, bu da toryum ve bozunma ürünleri radyoaktif olduğundan kullanımı zorlaştırır. Cevherden ekstraksiyon ve ayrı ayrı lantanitlerin izolasyonu için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Yöntemin seçimi, cevherin konsantrasyonu ve bileşimi ile elde edilen konsantrede ayrı ayrı lantanitlerin dağılımına dayanmaktadır. Cevherin kavrulması, ardından asidik ve bazik süzdürme, çoğunlukla konsantre bir lantanit üretmek için kullanılır. Seryum baskın lantanid ise, seryumdan (III) seryuma (IV) dönüştürülür ve sonra çökeltilir.
Çözücü ekstraksiyonları veya iyon değiştirme kromatografisi ile daha fazla ayırma, öropiyum açısından zenginleştirilmiş bir fraksiyon verir. Bu fraksiyon çinko, çinko/amalgam, elektroliz veya öropyumu (III) öropyuma (II) dönüştüren diğer yöntemlerle indirgenir. Evropiyum (II), toprak alkali metallere benzer şekilde reaksiyona girer ve bu nedenle karbonat olarak çökeltilebilir veya baryum sülfat ile birlikte çökeltilebilir. Evropiyum metal, anot olarak grafit kullanılarak katot görevi gören bir grafit hücresinde erimiş EuCl3 ve NaCl (veya CaCl2) karışımının elektrolizi yoluyla elde edilebilir.
Diğer ürün klor gazıdır.
Birkaç büyük yatak, dünya üretiminin önemli bir kısmını üretir. Bayan Obo demir cevheri yatağı, önemli miktarda bastnäsite ve monazit içerir ve tahmini 36 milyon ton nadir toprak element oksitleri ile bilinen en büyük yataktır. Bayan Obo yatağındaki madencilik faaliyetleri, Çin'i 1990'larda en büyük nadir toprak element tedarikçisi yaptı. Nadir toprak element içeriğinin yalnızca %0,2'si öropiyumdur. 1965 ve 1990'ların sonlarında kapatılması arasındaki nadir toprak elementleri için ikinci büyük kaynak, Mountain Pass nadir toprak madeniydi. Orada çıkarılan bastnäsite özellikle hafif nadir toprak elementleri (La-Gd, Sc ve Y) bakımından zengindir ve sadece %0,1 oranında öropiyum içerir. Nadir toprak elementleri için bir başka büyük kaynak, Kola yarımadasında bulunan loparittir. Niyobyum, tantal ve titanyumun yanı sıra %30'a kadar nadir toprak elementleri içerir ve bu elementler için Rusya'daki en büyük kaynaktır.
Bileşikler
Evropiyum bileşikleri, çoğu koşul altında üç değerlikli oksidasyon halinde olma eğilimindedir. Genellikle bu bileşikler, 6-9 oksijenik ligandla, tipik olarak su ile bağlanan Eu(III) özelliğine sahiptir. Bu bileşikler, klorürler, sülfatlar, nitratlar, suda veya polar organik çözücüde çözünür. Lipofilik öropiyum kompleksleri genellikle asetilasetonat benzeri ligandlara, örneğin Eufod'a sahiptir.
Halojenürler
Evropiyum metal tüm halojenlerle reaksiyona girer:
- 2 Eu + 3 X2 → 2 EuX3 (X = F, Cl, Br, I)
Bu rota beyaz öropiyum(III) florür (EuF3), sarı öropiyum(III) klorür (EuCl3), gri öropiyum(III) bromür (EuBr3) ve renksiz öropiyum(III) iyodür (EuI3) verir. Evropiyum ayrıca karşılık gelen dihalidleri oluşturur: sarı-yeşil öropiyum (II) florür (EuF2), renksiz öropiyum (II) klorür (EuCl2), renksiz öropiyum (II) bromür (EuBr2) ve yeşil öropyum (II) iyodür (EuI2).
Kalkojenitler ve pniktitler
Evropiyum, kalkojenlerin tümü ile kararlı bileşikler oluşturur, ancak daha ağır kalkojenler (S, Se ve Te) düşük oksidasyon durumunu stabilize eder. Üç oksit bilinmektedir: öropyum(II) oksit (EuO), öropyum (III) oksit (Eu2O3) ve hem Eu(II) hem de Eu(III) 'ten oluşan karışık değerli oksit Eu3O4. Aksi takdirde, ana kalkojenitler öropyum (II) sülfür (EuS), öropyum (II) selenit (EuSe) ve öropyum (II) tellürürdür (EuTe): bunların üçü de siyah katıdır. EuS, oksidin Eu2O3'ü ayrıştırmak için yeterince yüksek sıcaklıklarda sülfitlenmesiyle hazırlanır:
- Eu2O3 + 3 H2S → 2 EuS + 3 H2O + S
Ana nitrür öropyum (III) nitrürdür (EuN).
Uygulama
Diğer unsurların çoğuna kıyasla, öropiyum için ticari uygulamalar azdır ve oldukça uzmanlaşmıştır. Neredeyse değişmez bir şekilde, fosforesansından ya +2 ya da +3 oksidasyon durumunda yararlanılır.
Lazerlerdeki ve diğer optoelektronik cihazlardaki bazı cam türlerinde katkı maddesidir. Öropiyum oksit (Eu2O3), televizyon setlerinde ve flüoresan lambalarda kırmızı fosfor olarak ve itriyum bazlı fosforlar için bir aktivatör olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Renkli TV ekranları 0,5 ile 1 gr arasında öropyum oksit içerir. Üç değerlikli öropiyum kırmızı fosfor verirken, iki değerlikli öropiyumun ışıltısı büyük ölçüde konukçu yapının bileşimine bağlıdır. UV ile koyu kırmızı ışıma elde edilebilir. Sarı / yeşil terbiyum fosforları ile birleştirilen iki öropiyum bazlı fosfor sınıfı (kırmızı ve mavi), renk sıcaklığı ayrı ayrı fosforların oranını veya spesifik bileşimini değiştirerek değiştirilebilen "beyaz" ışık verir. Bu fosfor sistemi tipik olarak sarmal flüoresan ampullerde görülür. Aynı üç sınıfı birleştirmek, TV ve bilgisayar ekranlarında trikromatik sistemler yapmanın bir yoludur, ancak bir katkı maddesi olarak kırmızı fosforun yoğunluğunu iyileştirmede özellikle etkili olabilir. Evropiyum, flüoresan cam üretiminde de kullanılır ve flüoresan lambaların genel verimliliğini artırır. Bakır katkılı çinko sülfitin yanı sıra en yaygın kalıcı kızdırma sonrası fosforlardan biri öropiyum katkılı stronsiyum alüminattır. Evropiyum floresan, ilaç keşif taramalarında biyomoleküler etkileşimleri sorgulamak için kullanılır. Euro banknotlarında sahteciliği önleyen fosforlarda da kullanılmaktadır.
Uygun fiyatlı süper iletken mıknatısların piyasaya sürülmesiyle neredeyse kullanım dışı kalan bir uygulama, NMR spektroskopisinde kaydırma reaktifleri olarak Eu(fod)3 gibi öropiyum komplekslerinin kullanılmasıdır. Eu(hfc)3 gibi kiral kaydırma reaktifleri enantiyomerik saflığı belirlemek için hala kullanılmaktadır.
Europium'un yakın tarihli (2015) bir uygulaması, bilgileri bir seferde günler boyunca güvenilir bir şekilde depolayabilen kuantum bellek yongalarında; bunlar hassas kuantum verilerin sabit disk benzeri bir cihazda depolanmasına ve etrafa gönderilmesine izin verebilir.
Önlemler
| Tehlikeler | |
|---|---|
| GHS piktogramlar | |
| GHS işaret kelimesi | Danger |
| H250 | |
| P222, P231, P422[5] | |
| NFPA 704 | |
Aksi belirtilmediği sürece, veriler malzemelerin standart hallerinde verilir (25 °C'de [77 °F], 100 kPa). | |
| Bilgikutusu referansı | |
Öropiyumun diğer ağır metallere kıyasla özellikle toksik olduğuna dair net bir gösterge yoktur. Öropiyum klorür, nitrat ve oksit toksisite açısından test edilmiştir: öropiyum klorür, 550 mg/kg akut intraperitoneal LD50 toksisitesi gösterir ve akut oral LD50 toksisitesi 5000 mg/kg'dır. Öropiyum nitrat, 320 mg/kg'lık biraz daha yüksek intraperitoneal LD50 toksisitesi gösterirken, oral toksisite 5000 mg/kg'ın üzerindedir. Metal tozu yangın ve patlama tehlikesi oluşturur.
Kaynak
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Elementlerin Kimyası (2. ed.). Butterworth-Heinemann. p. 112. ISBN 0-08-037941-9.
- ↑ Meija, Juris; et al. (2016). "Elementlerin Atom Ağırlıkları 2013 (IUPAC Teknik Raporu)". Saf ve Uygulamalı Kimya. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ↑ Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- ↑ "Europium 261092". Sigma-Aldrich.