Europium
Europium ist ein glänzendes, schmiedbares Metall. Es ist, mit Ausnahme des radioaktiven Promethiums, das seltenste Element der Lanthanoide. Auf Grund seiner Valenzelektronenkonfiguration, [Xe] 4f76s2, und der Stabilität der Halbbesetzung des 4f-Niveaus sind vom 6. Lanthanoid auch zahlreiche Eu(II)-Verbindungen bekannt. Wie bei den anderen Metallen der Gruppe erfolgt nach einer aufwändigen Trennung von den anderen Seltenerdmetallen die Gewinnung des Elementes durch Metallothermie (z. B. Eu2O3 mit Ca). Das Metall und seine Verbindungen finden u. a. bei der Herstellung von speziellen Leuchtstoffen (z. B. für Farbfernsehröhren) Verwendung.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften |
Atombau |
| Ordnungszahl: 63 | 63 Protonen 63 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| Gruppe der Lanthanoide | 3 (+7) Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand0 | [Xe] 6s24f7 |
| Elektronegativität | 1,2 |
| Ionisierungsenergie in eV | 5,67 |
| häufigste Oxidationszahlen | III, II |
| Atommasse des Elements in u | 151,96 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 2,402 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 0,98 (+3); 1,12 (+2) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C |
5,26 |
| Härte nach Mohs | |
Schallgeschwindigkeit in  |
|
| Schmelztemperatur in °C | 826 |
spezifische Schmelzwärme in  |
69,1 |
| Siedetemperatur in °C | 1440 |
| spezifische Verdampfungswärme in |
1156,2 |
Standardentropie S0 in  |
|
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C |
14,0 |
spezifische Wärmekapazität in  |
0,182 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10-
3
|
|
spez. elektrischer Widerstand in  |
0,900 6 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) |
0,000 009 9 |
.
Isotope des Elements
| Ordnungszahl Z | Massen- zahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % |
Art der Strahlung und Energie in MeV |
Halbwertszeit |
| 63 | 151 | 150,919 | 47,8% | ||
| 153 | 152,921 | 52,2% | |||
| 154 | 153,923 | künstlich | β
 : 0,6 |
16 a | |
| 155 | 154,922 | künstlich | β
: 0,17 |
1,8 a |
Energieniveauschema
Weitere Eigenschaften
Europium ist ein eisengraues Schwermetall, das dehnbar, weich und schmiedbar ist. Es besitzt eine relativ niedrige Schmelz- und Siedetemperatur. Europium gehört zu den Lanthanoiden und bildet in seinen Verbindungen vorwiegend die Oxidationsstufe III. Es tritt aber manchmal in der Stufe II auf. Es ist ein unedles und reaktionsfähiges Metall. An Luft oxidiert es rasch. Schwache Säuren und Wasser lösen es unter Wasserstoffbildung. Erhitztes Metall verbrennt in Chlor unter Bildung von Chloriden. Um die Oxidationsstufe II zu erreichen, kann man das dreiwertige Metall an Quecksilberkathoden sowie durch Zink-, Chrom- oder ein anderes Amalagam zum zweiwertigen Zustand reduzieren.
Entdeckung
1886 entdeckte Sir WILLIAM CROOKES (1832 - 1919) im Spektrum des Minerals Samarskit eine bis dato unbekannt Linien und ordnete sie einem neuen Element zu. Er nannte es Smarskit. 1892 fand auch P.E. LECOQ DE BOISBAUDRAN im Funkenspektrum einer Probe gereinigter Samarskiterde drei Linien und nahm damit die Existenz eines neuen Elements an, konnte dies nur nicht beweisen. 1901 gelang es dann dem französischen Chemiker EUGÉNE ANATOLE DEAMARCAY (1852 - 1903) den Nachweis für die Existenz eines neuen Elements zu erbringen. Er erkannte ebenfalls Linien im Spektrum, konnte das dazugehörige Element aber isolieren. DEAMARCAY gab dem Element den Namen «Europium», nach dem Erdteil Europa.
Vorkommen/Herstellung
Es steht an 69. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört damit zu den seltenen Elementen auf der Erde. Europium kommt in der Natur meist mit Cerium und anderen leichteren Lanthanoiden in verschiedenen Mineralen vor. Die bekanntesten Mineralien sind Monazitsand, Bastnäsit und Xenotin. Technisch wird Europium aus diesen Mineralen hergestellt. Diese werden zunächst angereichert und aufgeschlossen, dann erfolgt eine Vortrennung. Dabei wird Eu3 + mittels Zinkamalgam zu Eu2 + reduziert und als Sulfat gefällt. Die anderen Lanthanoide bleiben als Ln3 + in Lösung. Danach erfolgt die Trennung durch Lösungsmittelextraktion und Kationenaustausch. Das Metall Europium erhält man durch Reduktion des Chlorids mit Natrium oder durch Schmelzflusselektrolyse einer EuCl3/KCl/LiCl-Schmelze sowie durch Reduktion des Oxids mit Lanthan im Vakuum.
Verwendung
Europium wird als Neutronenabsorber in Regelstäben für Kernreaktoren verwendet. Es dient auch als Aktivator in Szintillationskristallen, in Leuchtstoffen von Farbfernsehbildschirmen und als Lasermaterial.
Wichtige Verbindungen
EuCl2 (farblos) und EuCl3(gelb).
Bau
Europium bildet ein kubisch-raumzentriertes Metallgitter.
