Europium


Europium
Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Europium, Eu, 63
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
CAS-Nummer 7440-53-1
Massenanteil an der Erdhülle 0,099 ppm[1]
Atomar [2]
Atommasse 151,964 u
Atomradius (berechnet) 185 (231) pm
Kovalenter Radius 198 pm
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f7 6s2
1. Ionisierungsenergie 547,1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1085 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2404 kJ/mol
Physikalisch [2]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Dichte 5,245 g/cm3(25 °C)[3]
Magnetismus paramagnetisch (χm = 0,013)[4]
Schmelzpunkt 1099 K (826 °C)
Siedepunkt 1800 K (1527 °C)
Molares Volumen 28,97 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 175 kJ/mol
Schmelzwärme 9,2 kJ/mol
Elektrische Leitfähigkeit 1,11 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 14 W/(m · K)
Chemisch [2]
Oxidationszustände 2, 3
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE (MeV) ZP
149Eu

{syn.}

93,1 d ε 0,692 149Sm
150Eu

{syn.}

36,9 a ε 2,261 150Sm
151Eu

47,8 %

< 17 × 1018 a α ? 147Pm
152Eu

{syn.}

13,516 a ε 1,874 152Sm
β 1,819 152Gd
153Eu

52,2 %

Stabil
154Eu

{syn.}

8,593 a β 1,969 154Gd
155Eu

{syn.}

4,7611 a β 0,252 155Gd
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
Er(1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
151Eu 5/2 6,651 · 107 24,86
153Eu 5/2 2,937 · 107 10,98
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [5]
02 – Leicht-/Hochentzündlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 250
EUH: keine EUH-Sätze
P: 222-​231-​422 [5]
Gefahrstoffkennzeichnung [6]
Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)
R- und S-Sätze R: 14/15-17
S: 7/8-43
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Europium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Eu und der Ordnungszahl 63. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden. Europium ist neben Americium das einzige nach einem Erdteil benannte Element.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Paul Emile Lecoq de Boisbaudran entdeckte 1890 in einem Samarium-Gadolinium-Konzentrat unbekannte Spektrallinien. Die Entdeckung des Elementes wird Eugene Anatole Demarcay zuerkannt, der 1896 in dem gerade entdeckten Samarium ein weiteres Element vermutete. 1901 gelang ihm die Abtrennung des Europiums.

Metallisches Europium wurde erst Jahre später hergestellt.

Vorkommen

Europium kommt nur in Verbindungen vor. In vielen Mineralien ist es enthalten; im Spektrum der Sonne und einiger Sterne wurde es nachgewiesen.

Technisch wichtig sind die Mineralien Monazit und Bastnäsit.

Gewinnung und Darstellung

Ausgehend vom Monazit oder Bastnäsit erfolgt die Auftrennung der Seltenen Erden über Ionentausch, Solvent-Extraktion oder elektrochemische Deposition. In einem letzten Verfahrensschritt wird das hochreine Europiumoxid mit metallischem Lanthan zum Metall reduziert und absublimiert.

Eigenschaften

Europium ist eines der reaktivsten Metalle der seltenen Erden. In Luft läuft das silbrigglänzende Metall sofort an. Bei Temperaturen oberhalb von 150 °C entzündet es sich und verbrennt mit roter Flamme zum Sesquioxid Eu2O3. In Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. Mit einer Dichte von 5,244 g/cm3 ist Europium das leichteste Schwermetall, das nächstleichtere Titan (4,507 g/cm3) zählt schon zu den Leichtmetallen.

Isotope

Während 153Eu stabil ist, wurden im Jahr 2007 Hinweise gefunden, dass 151Eu ein Alphastrahler ist. Als untere Grenze für die Halbwertszeit werden 1,7 Trillionen Jahre angegeben.[7]

Verwendung

  • Europium(III)-dotiertes Yttriumoxidsulfid Y2O2S:Eu3+ bildet den roten Leuchtstoff (Luminophor) in Farbbildröhren.
  • Europium(II)-dotiertes Bariumfluorobromid BaFBr:Eu2+ wird zur photostimulierten Lumineszenz (PSL) genutzt
  • Mit Eu3+ dotierte Festkörper zeigen meist eine rote Lumineszenz, Eu2+ kann in Abhängigkeit vom Wirtsgitter im gesamten optischen Spektralbereich (UV bis rot) emittieren.
  • Dotierelement in Leuchtstoffen für Lichtquellen wie zum Beispiel Hochdruckquecksilberlampen und Energiesparlampen.
  • Dotiermaterial in Szintillationskristallen (als Aktivator).
  • Organische Verbindungen als Shiftreagenz in der NMR-Spektroskopie.
  • Europium-Tetracyclin-Komplexe in der Fluoreszenzspektroskopie zum Nachweis von Wasserstoffperoxid
  • TRFIA = time-resolved fluoroimmunoassay. Eu3+-Ionen fluoreszieren in Wasser nur kurz. Deshalb verwendet man Chelatbildner, die um die Eu3+-Ionen herum eine hydrophobe Umgebung aufbauen. Das führt zu einer längeren Dauer der Fluoreszenz. Dadurch wird eine Unterscheidung von allen anderen, kurzlebigeren Fluoreszenzen möglich, die in organischen Gemischen vorkommen können.

Sicherheitshinweise

Europium und Europiumverbindungen sind als giftig anzusehen. Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.

Verbindungen

  • Europium(III)-oxid (Europiumsesquioxid) Eu2O3
  • Europium(II)-oxid EuO
  • Europium(II)-chalcogenide EuX (X = S, Se, Te)
  • Europium(III)-halogenide EuX3 (X = F, Cl, Br)
  • Europium(III)-sulfat Eu2(SO4)3 · 8 H2O: farblose Kristalle die unter Anregung mit kurzwelliger UV-Strahlung rot fluoreszieren.
  • Europium(II,III)-sulfid Eu3S4: Gemischtvalente Verbindung in Perowskit-Struktur, Halbleiter mit Intervalenz-Übergang.

Einzelnachweise

  1. Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Europium) entnommen.
  3. N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, 1988, S. 1579, ISBN 3-527-26169-9.
  4. Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  5. a b Datenblatt Europium bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 31. März 2011.
  6. Eintrag zu Europium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. April 2008 (JavaScript erforderlich).
  7. P. Belli, R. Bernabei, F. Cappell, R. Cerulli, C.J. Dai, F.A. Danevich, A. d'Angelo, A. Incicchitti, V.V. Kobychev, S.S. Nagorny, S. Nisi, F. Nozzoli, D. Prosperi, V.I. Tretyak, S.S. Yurchenko: "Search for α Decay of Natural Europium", in: Nucl. Phys. A, 2007, 789 (1–4), S. 15–29; doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001.

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Europium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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