Europi

element químic amb nombre atòmic 63

L'europi és un element químic el símbol del qual és Eu i el seu nombre atòmic és 63. Pertany al 6è període de la taula periòdica; a la sèrie dels lantanoides, essent el més reactiu de tots ells; i, juntament amb ells, al conjunt de les terres rares. Fou descobert l'any 1901 per Eugène Demarçay. Deu el seu nom al continent europeu. Molt rarament es troba en la naturalesa, ja que es dóna en quantitats molt petites. S'ha determinat en un mineral encara sense identificar trobat en un regòlit lunar.[2][3]

Europi
63Eu
samarieuropigadolini
-

Eu

Am
Aspecte
Blanc platejat, rarament es troba present sense descoloració per oxidació



Línies espectrals de l'Europi
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Europi, Eu, 63
Categoria d'elements Lantànids
Grup, període, bloc n/d6, f
Pes atòmic estàndard 151,964
Configuració electrònica [Xe] 4f7 6s2
2, 8, 18, 25, 8, 2
Configuració electrònica de Europi
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
5,264 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
5,13 g·cm−3
Punt de fusió 1.099 K, 826 °C
Punt d'ebullició 1.802 K, 1.529 °C
Entalpia de fusió 9,21 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 176 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 27,66 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 863 957 1.072 1.234 1.452 1.796
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 3, 2, 1

(òxid bàsic feble)

Electronegativitat ? 1,2 (escala de Pauling)
Energies d'ionització 1a: 547,1 kJ·mol−1
2a: 1.085 kJ·mol−1
3a: 2.404 kJ·mol−1
Radi atòmic 180 pm
Radi covalent 198±6 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Cúbica centrada en la cara
Europi té una estructura cristal·lina cúbica centrada en la cara
Ordenació magnètica Paramagnètic[1]
Resistivitat elèctrica (t. a.) (poli) 0,900 µΩ·m
Conductivitat tèrmica est, 13,9 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica (t. a.) (poli)
35,0 µm/(m·K)
Mòdul d'elasticitat 18,2 GPa
Mòdul de cisallament 7,9 GPa
Mòdul de compressibilitat 8,3 GPa
Coeficient de Poisson 0,152
Duresa de Vickers 167 MPa
Nombre CAS 7440-53-1
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops de l'europi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
150Eu sin 36,9 a ε 2,261 150Sm
151Eu 47,8% 5×1018 a α   147Pm
152Eu sin 13,516 a ε 1,874 152Sm
β 1,819 152Gd
153Eu 52,2% 153Eu és estable amb 90 neutrons

HistòriaModifica

La història de l'europi s'emmarca en la història complexa del descobriment dels lantanoides. El primer en ser descobert fou el ceri el 1803. El 1839 el químic suec Carl Gustav Mosander en separà dos més: el lantani i un que anomenà didimi, que resultà ser una barreja de dos lantanoides, praseodimi i neodimi, com descobrí Karl Auer el 1879. Tot i així, encara contenia altres elements, el samari, separat pel químic francès Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, el gadolini descobert el 1886 per part del químic Jean Charles Galissard de Marignac, i el 1901 el químic francès Eugène-Anatole Demarçay dugué a terme una acurada seqüència de cristal·litzacions de nitrat de magnesi i samari, i aconseguí separar un altre element nou: l'europi.[4]

Estat naturalModifica

 
Cristalls de proshchenkoïta-(Y)

L'europi és un element molt poc abundant a l'escorça terrestre. Amb una concentració mitjana de 2 ppm ocupa la posició 50 quant a abundància dels elements químics,[5] essent tan abundant com l'estany i més que l'argent, l'or i el platí.[6] Malgrat se'l troba en unes desenes de minerals, les proporcions no superen ni tan sols l'1 %. Els minerals que el contenen amb més d'un 0,50 % són: proshchenkoïta-(Y) 0,89 %, gagarinita-(Ce) 0,82 %, maoniupingita-(Ce) 0,79 %, calcibeborosilita-(Y) 0,74 %, calciogadolinita 0,68 %, kentbrooksita 0,66 %, abenakiïta-(Ce) 0,66 %, hundholmenita-(Y) 0,64 % i thomasclarkita-(Y) 0,60 %.[7]

L'europi és l'element menys abundant dels lantanoides, però tan abundant com l'estany. S'ha identificat en vegetals en quantitats molt petites, inferiors a 0,04 ppb, malgrat s'ha trobat en algunes plantes en quantitats entre 30 i 130 ppb. S'extreu del minerals del grup de la monazita i de la bastnäsita, dels jaciments que es troben a la Xina i als EUA. S'ha calculat que les reserves mundials són d'unes 150 000 tones. La producció anual mundial és de 100 tones aproximadament. El metall pur s'obté escalfant en el buit l'òxid d'europi(III) mesclat amb lantani en un recipient de tàntal.[5]

També s'ha descobert en roques de la superfície de la Lluna en quantitats més elevades que les esperades. Aquesta inesperada abundància s'oposa a la tesi que la Lluna s'originà de la Terra després d'un xoc amb un altre cos.[5]

PropietatsModifica

Propietats físiquesModifica

L'europi és un metall de densitat 5,244 g/cm³, punt de fusió 822 °C i punt d'ebullició 1 596 °C. És força dúctil i mal·leable i la seva duresa és semblant a la del plom.[8] La seva lluïssor és platejada. La seva configuració electrònica és [Xe] 4f76s2. Presenta un paramagnetisme molt fort per sobre dels 90 K (–183 °C); per sota d’aquesta temperatura, el metall ordena antiferromagnèticament, formant una estructura en espiral.[9]

Propietats químiquesModifica

L'europi s'oxida lentament exposat a l’aire i vigorosament quan és escalfat per damunt dels 180°C per formar òxid de europi(III), rosa, l'únic òxid conegut:[10]

 
És força electropositiu i actua com a divalent i, majoritàriament, com a trivalent. Reacciona lentament amb aigua freda i força ràpidament amb aigua calenta per formar hidròxid d'europi(III):[10]

 
 
Clorur d'europi(III)—aigua(1/6)

Reacciona amb tots els halògens donant els corresponents halogenurs de europi(3+):[10]

 
 
 
 

Es dissol fàcilment en àcid sulfúric diluït per formar solucions que contenen els ions europi(3+), que existeixen com a complexos  .[10]

 
Nitrat d'europi(III)—aigua(1/6)

Altres composts d'europi(3+) són: el nitrat d'europi(III)—aigua(1/6)  , l'oxalat d'europi(III)  , el perclorat d'europi(III)—aigua(1/6)  , l'hexaborur d'europi  , el nitrur d'europi   o el silicur d'europi  .[8]

També hi ha un bon nombre de composts d'europi(2+) com el fluorur d'europi(II)  , el clorur d'europi(II)  , el iodur d'europi(II)  , el sulfur d'europi(II)  , selenur d'europi(II)  , el tel·lurur d'europi(II)   i el sulfat d'europi(II)   .[8]

IsòtopsModifica

Article principal: Isòtops de l'europi

Els dos isòtops que hom troba de manera natural són estables: l'europi 151 (47,81 %) i l'europi 153 (52,19 %). Per altra banda s'han caracteritzat un total de 34 isòtops radioactius (excepte els isòmers nuclears), que varien en nombre atòmic de 130 a 165 i tenen una semivida que va de 0,9 mil·lisegons (europi 130) a 36,9 anys (europi 150).[9]

UsosModifica

 
Làmpada fluorescent compacte

Indústria electrònicaModifica

L'òxid d'europi(III)  és usat com a material fosforescent, o fosforòfor, vermell, juntament amb el terbi i l'itri, en les pantalles de plasma i de cristall líquid (LCD),[11] que en contenen entre 0,5 g i 1g cadascuna;[6] i en tecnologia militar.[11]

Indústria elèctricaModifica

L'europi s'utilitza en la fabricació de làmpades fluorescents compactes (de baix consum) per a millorar-ne l'eficiència energètica i obtenir una tonalitat més càlida que la dels fluorescents clàssics. S'està estudiant l'ús d'aquest metall en els reactors nuclears per la seva alta capacitat d'absorbir neutrons.[11]

 
Bitllet de 500 € sota llum ultraviolada

MedicinaModifica

L'europi intervé en el procés de detecció del síndrome de Down i altres malalties genètiques. L'europi és usat com a fosforòfor, junt amb el brom, el bari i el fluor, en les plaques per a radiografies digitals amb raigs X, que han substituït les anteriors plaques amb pel·lícula fotogràfica.[11]

Altres usosModifica

L'europi s'empra en la fabricació de pintures fosforescents, que un cop exposades a una font de llum intensa mantenen la lluminositat durant hores. També s'empra com a mesura de seguretat en els bitllets d’euro als quals dóna fluorescència de color vermell quan són il·luminats amb llum ultraviolada.[12]

SalutModifica

L'europi és perillós en l'ambient de treball, a causa del fet que les humitats i els gasos poden ser inhalats amb l'aire. Això pot causar embòlies pulmonars, especialment durant exposicions a llarg termini. Pot ser una amenaça per al fetge quan s'acumula al cos humà.

ReferènciesModifica

  1. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, a Lide, D. R.. CRC Handbook of Chemistry and Physics (en anglès). 86a ed.. Boca Raton (Florida): CRC Press, 2005. ISBN 0-8493-0486-5. 
  2. «Kularite» (en anglès). Mindat. [Consulta: 8 maig 2018].
  3. «Unnamed (Eu-C-O Phase)» (en anglès). Mindat. [Consulta: 8 maig 2018].
  4. «Europium - Element information, properties and uses | Periodic Table». [Consulta: 13 gener 2020].
  5. 5,0 5,1 5,2 Emsley, John.. Nature's building blocks : an A-Z guide to the elements. Oxford: Oxford University Press, 2001. ISBN 0-19-850341-5. 
  6. 6,0 6,1 Bermejo Patiño, M.R. «Z = 63, europio, Eu. El metal que inmortaliza al viejo continente». An. Quím., 115, 2, 2019, pàg. 125.
  7. «Mineral Species sorted by the element Eu Europium». [Consulta: 13 gener 2020].
  8. 8,0 8,1 8,2 William M. Haynes. CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data. 94th edition. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2016. ISBN 978-1-4665-7114-3. 
  9. 9,0 9,1 «Europium | chemical element» (en anglès). Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 29-12-2017. [Consulta: 13 gener 2020].
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 «WebElements Periodic Table » europium » reactions of elements». [Consulta: 12 gener 2020].
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 Sanz Balagué, J.; Tomasa Guix, O. Elements i recursos minerals : aplicacions i reciclatge. 3a. Barcelona: Iniciativa Digital Politècnica, Abril 2017. ISBN 978-84-9880-666-3. 
  12. «El europio: el secreto que hace difícil que puedas falsificar un billete de 500 euros» (en castellà). Xataka Ciencia, 25-11-2012 [Consulta: 8 maig 2018].

Enllaços externsModifica