יסוד כימי · דף עיון

63Eu

אירופיום

אירופיום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 63 וסמלו Eu. הוא נמצא במחזור 6, קבוצה — ובבלוק f. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Xe] 4f7 6s2.

מספר אטומי63

משקל אטומי תקני151.964(1)

קבוצה—

מחזור6

בלוקf

תצורת אלקטרונים[Xe] 4f7 6s2

מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אירופיום שייך לסדרת הלנתנידים, שבה תת-הרמה 4f מתמלאת בהדרגה. מצב החמצון +3 נפוץ, ואלקטרוני f מסבירים רבות מן התכונות המגנטיות והספקטרוסקופיות של הסדרה.

תצורת האלקטרונים של אירופיום היא [Xe] 4f7 6s2. אלקטרוני 4f מסוככים יחסית על-ידי האלקטרונים החיצוניים, ולכן הכימיה של לנתנידים סמוכים דומה, אך שינויים קטנים ברדיוס ובאכלוס האלקטרוני עדיין משפיעים על הפרדה, צבע ומגנטיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

אירופיום יוצר בדרך כלל יונים במצב חמצון +3 בתחמוצות, הלידים וקומפלקסים. הכימיה שלו דומה לזו של לנתנידים סמוכים, ואילו אלקטרוני f מוסיפים הבדלים חשובים במגנטיות, בספקטרום ובצבע.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 5.244g/cm³. נקודת ההתכה היא 1 099 K (825.9 °C). נקודת הרתיחה היא 1 802 K (1 529 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא אירופיום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, אירופיום מופיע ביישומים כגון זרחנים, דיו אבטחה ולייזרים. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

זרחנים

בתחום זרחנים, אירופיום או תרכובות שלו מסייעים לשלוט בבליעה, בפליטה, בשבירה או בהחזרה של אור בטווחי אורכי גל מוגדרים.

דיו אבטחה

תרכובות זוהרות של אירופיום מספקות חתימות אופטיות ייחודיות ולכן משמשות בדיו ובסימוני אבטחה נגד זיוף.

לייזרים

אירופיום משמש בחומרי לייזר או ברכיבים אופטיים כאשר רמות האנרגיה שלו מאפשרות פליטה או בליעה באורכי גל שימושיים.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

אירופיום נמצא במחזור 6 בסדרת בלוק f. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: פרומתיום; סמריום; גדוליניום; טרביום. השוואה לאורך הסדרה מאפשרת לעקוב אחר שינויים הדרגתיים ברדיוס, בתצורה האלקטרונית, במצבי חמצון ובתכונות מגנטיות או אופטיות.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגלנתניד

מצב בטמפרטורת החדרמוצק

קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 25 · 8 · 2

צפיפות5.244g/cm³

נקודת התכה1 095 K (821.9 °C)

נקודת רתיחה1 802 K (1 529 °C)

אלקטרושליליות לפי פאולינג—

אנרגיית יינון ראשונה547.1 kJ/mol

זיקה אלקטרונית11.2 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי אירופיום מזוהה עם עבודתו של אז'ן-אנטול דמרסה. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של אירופיום הוא 151.964(1). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לאירופיום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות לאירופיום תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.