63 Eu يوروبيوم 151.964
لانثانيد المستوى الفرعي f الدورة 6

يوروبيوم

Eu · العنصر 63 · لانثانيد

عنصر الأمان: فسفورات يوروبيوم هي التوهج المضاد للتزييف في الأوراق النقدية لليورو.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 151.964 u
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f⁷ 6s²
62Sm كل العناصر الـ118 64Gd

البنية

ذرة يوروبيوم

ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.

سحابة المدار

القيم المقاسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع يوروبيوم بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.

الفيزيائية

الكثافة 5.244 g/cm³ 30%
نقطة الانصهار 1095 K 47%
نقطة الغليان 1794 K 41%
الحرارة النوعية 0.182 J/g·K
الموصلية الحرارية 13.9 W/m·K 36%

الذرية

نصف القطر الذري 180 pm 66%
نصف القطر التساهمي 196 pm
نصف قطر فان دير فالس 233 pm

الإلكترونية

الكهروسلبية 1.2 19%
طاقة التأين 547.1 kJ/mol 15%
الألفة الإلكترونية 11.2 kJ/mol 13%

الوجود

الوفرة في القشرة 2 mg/kg 56%

الهوية

الرمزEu
العدد الذري63
الكتلة الذرية151.964 u
الفئةلانثانيد
المستوى الفرعيf
البنية البلوريةمكعب مركزي الجسم
حالات الأكسدة+2, +3
سنة الاكتشاف1901
اكتشفهEugene-Anatole Demarcay

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق المقياس

ما حجم ذرة يوروبيوم؟

نصف القطر 180 pm — أي 0.18 nm، ولذلك فإن نحو 2.78 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.

المدى الحراري

صلب، سائل، غاز — ومتى

يكون يوروبيوم سائلًا ضمن مجال 699 K، من 1095 K إلى 1794 K.

موضعه

موضعه في الجدول

تقع يوروبيوم في سلسلة لانثانيد، المطبوعة أسفل الشبكة الرئيسية.

عناصر اللانثانيدات الأخرى

57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu
جميع عناصر اللانثانيدات

القصة

ماهيّة يوروبيوم وكيف اكتشفناه

عنصر الأمان: فسفورات يوروبيوم هي التوهج المضاد للتزييف في الأوراق النقدية لليورو.

اكتشاف يوروبيوم

🧪 التميز الفرنسي في الكيمياء

أوجين-أناتول ديمارساي (1896)

اكتشف أوجين-أناتول ديمارساي، وهو كيميائي فرنسي، اليوروبيوم أثناء دراسة مركزات الساماريوم باستخدام تقنيات طيفية متقدمة. وأثبت اكتشافه قوة الكيمياء التحليلية الدقيقة في الكشف عن العناصر الخفية في الطبيعة.

اختراق التحليل الطيفي

لاحظ ديمارساي خطوطًا طيفية غامضة في عينات ساماريوم يُفترض أنها نقية، ولم يكن بالإمكان تفسيرها بالعناصر المعروفة. وباستخدام التحليل الطيفي عالي الدقة، حدّد خطوط انبعاث مميزة زرقاء وفوق بنفسجية دلّت على وجود عنصر جديد.

التحقيق المنهجي

من خلال تجارب التبلور التجزيئي المنهجية، ركّز ديمارساي العنصر المجهول تدريجيًا، ولاحظ اشتداد الخطوط الطيفية الغامضة بينما تضاءلت خطوط الساماريوم. وأثبت هذا النهج المنهجي وجود عنصر مستقل.

التسمية والتكريم

سُمّي اليوروبيوم نسبةً إلى قارة أوروبا، مما يجعله واحدًا من أربعة عناصر فقط سُمّيت نسبةً إلى قارات. واعترفت اللجنة الدولية للأوزان الذرية رسميًا باليوروبيوم في 1901، مؤكدةً اكتشاف ديمارساي.

عزل الفلز النقي

لم يُنتج فلز اليوروبيوم النقي حتى 1937 باستخدام طرق التقطير، أي بعد أكثر من 40 عامًا من اكتشاف العنصر. وقد خلقت التفاعلية الشديدة للفلز وصعوبة تحقيق الفصل الكامل عن اللانثانيدات الأخرى تحديات تقنية مستمرة.

التطوير الصناعي

ظل اليوروبيوم موضع اهتمام مختبري حتى ستينيات القرن العشرين، عندما أوجدت تكنولوجيا التلفزيون طلبًا على الفوسفورات الحمراء. وأدى تطوير تقنيات فصل فعالة على يد GE وشركات أخرى إلى تحويل اليوروبيوم إلى عنصر مهم تجاريًا.

الإسهامات العلمية

أسهم عمل ديمارساي في:

  • تطوير المنهجية الطيفية
  • فهم كيمياء العناصر الأرضية النادرة
  • تحسين الدقة التحليلية
  • صقل تقنيات اكتشاف العناصر
🎯 ابتكار منهجي: أصبح نهج ديمارساي المنهجي معيارًا لاكتشاف العناصر النزرة، مؤثرًا في الكيمياء التحليلية لأجيال متعاقبة.

الاستخدامات

استخدامات يوروبيوم

💡 رائد تكنولوجيا الإضاءة

يُحدث اليوروبيوم تحولًا في تكنولوجيا شاشات العرض وأنظمة الإضاءة بفضل خصائصه الفلورية الاستثنائية. وبصفته أكثر اللانثانيدات تفاعلاً، يُنتج اليوروبيوم الفوسفورات الحمراء والزرقاء الساطعة التي تضيء عالمنا الحديث.

تكنولوجيا شاشات العرض المتقدمة

تُولّد الفوسفورات المنشطة باليوروبيوم اللون الأحمر النقي في شاشات LED وشاشات التلفزيون وشاشات الحاسوب. ويُنتج أكسيد الإتريوم المطعّم باليوروبيوم (Y₂O₃:Eu³⁺) أكفأ فوسفور أحمر معروف، مما يتيح شاشات نابضة بالحياة وموفرة للطاقة مع إعادة إنتاج فائقة للألوان.

أنظمة الإضاءة الفلورية

تحتوي المصابيح الفلورية الحديثة على طلاءات فوسفورية منشطة باليوروبيوم تحوّل الأشعة فوق البنفسجية إلى ضوء مرئي. وتحقق هذه الفوسفورات فعالية ضوئية تتجاوز 100 لومن لكل واط، مما يجعل الإضاءة الفلورية أكثر كفاءة بكثير من المصابيح المتوهجة.

الأمن ومكافحة التزييف

تُستخدم معقدات اليوروبيوم أحبارًا أمنية متطورة للعملات وجوازات السفر والوثائق القيّمة. وتُظهر هذه المواد تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية أنماط فلورية فريدة يستحيل تقليدها من دون معرفة ومعدات متخصصة.

تحسين التصوير الطبي

تُحسّن عوامل التباين القائمة على اليوروبيوم جودة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) من خلال تعزيز تباين الأنسجة. وتجعل الخصائص البارامغناطيسية لليوروبيوم وسمّيته المنخفضة منه خيارًا مثاليًا لتطبيقات التصوير الطبي المتخصصة.

تكنولوجيا الليزر

تُنتج البلورات المطعّمة باليوروبيوم أنواعًا متخصصة من الليزر لتطبيقات البحث، ولا سيما في البصريات الكمومية والتحليل الطيفي الذري. وتتيح خطوط الانبعاث الحادة للعنصر تحكمًا دقيقًا في الطول الموجي وقياسات طيفية عالية الدقة.

تطبيقات الأبحاث النووية

تجعل الخصائص النووية الفريدة لليوروبيوم منه مادة مهمة في أنظمة كشف النيوترونات ومعدات مراقبة المفاعلات النووية. ويُستخدم النظيران europium-151 وeuropium-153 معيارين للمعايرة في أبحاث الفيزياء النووية.

🌟 ثورة شاشات العرض: تتيح فوسفورات اليوروبيوم شاشات فائقة الدقة تغطي 99% من طيف الألوان المرئية، مما ينتج صورًا نابضة بالحياة كان تحقيقها مستحيلًا في السابق باستخدام تكنولوجيا الفوسفورات التقليدية.

🖥️ عنصر أساسي في العالم الرقمي

الإلكترونيات الاستهلاكية

تعتمد الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والحواسيب المحمولة على فوسفورات اليوروبيوم في شاشاتها. وتتيح قدرة العنصر على إنتاج ضوء أحمر نقي إعادة إنتاج الألوان الحقيقية وأنظمة الإضاءة الخلفية الموفرة للطاقة في شاشات OLED وLED الحديثة.

تكنولوجيا التلفزيون

تستخدم أجهزة التلفزيون عالية الدقة فوسفورات حمراء قائمة على اليوروبيوم لتحقيق إعادة إنتاج دقيقة للألوان وسطوع محسّن. وتحافظ هذه الفوسفورات على ثبات اللون لسنوات من الاستخدام، مما يضمن جودة صورة متسقة طوال عمر الجهاز.

الإضاءة الموفرة للطاقة

تستخدم المصابيح الفلورية المدمجة (CFLs) ومصابيح LED فوسفورات اليوروبيوم لإنتاج ألوان ضوء دافئة وطبيعية. ويسمح التحكم الدقيق في الطول الموجي للضوء للمصنّعين بإنتاج إضاءة تحاكي ضوء الشمس الطبيعي.

تطبيقات السيارات

تتضمن المركبات الحديثة إضاءة LED محسّنة باليوروبيوم في المصابيح الأمامية والخلفية وشاشات لوحة العدادات. ويضمن الثبات الحراري للعنصر التشغيل الموثوق في درجات الحرارة القصوى للسيارات.

الإضاءة المعمارية

تستخدم أنظمة إضاءة المباني فوسفورات اليوروبيوم لتوفير إمكانات تغيير الألوان ديناميكيًا، وكفاءة الطاقة، وعمر تشغيل طويل. وتتيح هذه الأنظمة تصاميم إضاءة قابلة للبرمجة للتطبيقات التجارية والسكنية.

المعدات الطبية

تتضمن إضاءة الجراحة ومصابيح معالجة الأسنان ومعدات التشخيص مصادر ضوء محسّنة باليوروبيوم لإظهار الألوان بدقة وتوفير ظروف رؤية مثالية أثناء الإجراءات الطبية.

🏭 الاستخدامات الصناعية

  • إضاءة مراقبة الجودة للتصنيع الذي يتطلب دقة الألوان
  • أنظمة إضاءة استوديوهات التصوير والفيديو
  • أنظمة LED للبستنة لتحسين نمو النباتات
  • إضاءة إشارات المرور ومركبات الطوارئ

مصدره

الوجود الطبيعي

2 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 56% من العناصر

🌏 تركّز معادن العناصر الأرضية النادرة

رواسب المعادن الأساسية

يوجد اليوروبيوم في معادن العناصر الأرضية النادرة الحاملة نفسها التي توجد فيها اللانثانيدات الأخرى، ولا سيما المونازيت والبستناسايت والزينوتيم. وعلى الرغم من كونه أندر عنصر أرضي نادر مستقر، يتركز اليوروبيوم في بيئات جيولوجية محددة.

التوزيع العالمي

تشمل المصادر الرئيسية لليوروبيوم:

  • الصين: منجم بيان أوبو (أكبر منتج في العالم)
  • الولايات المتحدة: عمليات ماونتن باس في كاليفورنيا
  • أستراليا: مشروع العناصر الأرضية النادرة في ماونت ويلد
  • الهند: رواسب رمال الشواطئ الغنية بالمونازيت
  • غرينلاند: تطوير مجمّع كفانيفيلد

التكوّن الجيولوجي

يحدث إثراء اليوروبيوم في المعقّدات النارية القلوية والكربوناتيتات من خلال عمليات التبلور التجزيئي. ويؤدي ميل العنصر إلى إحلال الكالسيوم في البنى المعدنية إلى تركّزه في الحالات الغنية بالكالسيوم.

الوفرة والندرة

بوفرة قشرية لا تتجاوز 2 جزء في المليون، يحتل اليوروبيوم المرتبة الأخيرة بين العناصر الأرضية النادرة المستقرة من حيث الوفرة. وتجعل هذه الندرة، إلى جانب الطلب المرتفع على تطبيقات شاشات العرض، اليوروبيوم واحدًا من أكثر اللانثانيدات قيمة.

تعقيد الاستخلاص

يتطلب فصل اليوروبيوم عمليات متطورة للتبادل الأيوني والاستخلاص بالمذيبات بسبب تشابهه الكيميائي مع اللانثانيدات الأخرى. ويتيح ميل العنصر إلى حالة الأكسدة الثنائية (Eu²⁺) فصله انتقائيًا من خلال كيمياء الاختزال.

الاسترداد وإعادة التدوير

تركّز الجهود المتزايدة على استرداد اليوروبيوم من المصابيح الفلورية والأجهزة الإلكترونية المستعملة. ويمكن لتقنيات إعادة التدوير المتقدمة استرداد ما يصل إلى 95% من اليوروبيوم من الفوسفورات المستعملة، مما يقلل الاعتماد على التعدين الأولي.

البدائل الاصطناعية

تتواصل الأبحاث حول بدائل اليوروبيوم الاصطناعية باستخدام النقاط الكمومية والفوسفورات العضوية، إلا أن أيًا منها لا يضاهي كفاءة اليوروبيوم ونقاء لونه في التطبيقات الحيوية.

⚠️ تحدي الإمداد: تؤدي ندرة اليوروبيوم الشديدة وتركيز إنتاجه إلى خلق مواطن ضعف محتملة في إمدادات صناعة الإلكترونيات العالمية.

التعامل

السلامة

🔥 احتياطات التفاعلية العالية

التفاعلية الشديدة

فلز اليوروبيوم هو أكثر اللانثانيدات تفاعلاً، إذ يشتعل تلقائيًا في الهواء ويتفاعل بعنف مع الماء. ويمكن حتى للكميات الصغيرة أن تنتج غاز الهيدروجين والحرارة بشكل خطير، مما يتطلب إجراءات مناولة متخصصة.

مخاطر الحريق والانفجار

يشكل فلز اليوروبيوم ومسحوقه مخاطر حريق شديدة، إذ يحترقان بحرارة مكثفة ولهب أحمر ساطع. وتكون طفايات الحريق القياسية غير فعالة؛ استخدم فقط عوامل الإطفاء من الفئة D أو الرمل الجاف لحرائق اليوروبيوم.

معدات الوقاية الشخصية

  • درع كامل للوجه ونظارات واقية
  • قفازات مقاومة للحرارة وملابس واقية
  • وسائل حماية تنفسية من أبخرة الفلز
  • أشرطة تأريض لمنع الكهرباء الساكنة

متطلبات التخزين الآمن

خزّن فلز اليوروبيوم تحت جو خامل (آرغون أو نيتروجين) أو تحت الزيت المعدني لمنع ملامسته للهواء. استخدم حاويات متخصصة ذات أختام محكمة للغاز، وحافظ على درجات حرارة أقل من 20°C لتقليل التفاعلية.

سلامة المركبات الكيميائية

تسبب مركبات اليوروبيوم تهيج الجلد والعينين، لكنها ذات سمّية حادة منخفضة نسبيًا. ومع ذلك، قد يؤدي التعرض المزمن إلى التراكم الحيوي، لذا يجب تقليل التلامس واستخدام أنظمة تهوية مناسبة.

إجراءات الطوارئ

حرائق الفلز: أخلِ المنطقة واستخدم عوامل الإطفاء من الفئة D فقط. التعرض الكيميائي: انزع الملابس الملوثة فورًا، واغسل الجلد بالماء لمدة 15 دقيقة، واطلب عناية طبية إذا استمر التهيج.

التخلص من النفايات

تخلّص من مواد اليوروبيوم وفقًا للوائح النفايات الخطرة. ويمكن أكسدة الكميات الصغيرة تحت ظروف مضبوطة، لكن الكميات الأكبر تتطلب خدمات متخصصة للتخلص منها.

⚡ السلامة الحرجة: لا تتعامل أبدًا مع فلز اليوروبيوم بأيدٍ مبللة أو في بيئات رطبة؛ فقد تسبب التفاعلات العنيفة حروقًا وحرائق شديدة.

إجابات سريعة

أسئلة شائعة عن يوروبيوم

ما هو يوروبيوم؟

يوروبيوم (رمزه Eu) هو العنصر 63 في الجدول الدوري، وينتمي إلى لانثانيد في الدورة 6. عنصر الأمان: فسفورات يوروبيوم هي التوهج المضاد للتزييف في الأوراق النقدية لليورو. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.

ما التوزيع الإلكتروني لـ يوروبيوم؟

التوزيع الإلكتروني للحالة الأرضية لـيوروبيوم هو [Xe] 4f⁷ 6s²، ويشغل 6 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 25, 8, 2.

ما نقطتا انصهار وغليان يوروبيوم؟

ينصهر يوروبيوم عند 1095 K (821.9 °C) ويغلي عند 1794 K (1520.9 °C).

ما الكتلة الذرية لـ يوروبيوم؟

تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ يوروبيوم ‏151.964 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.

ما كثافة يوروبيوم؟

تبلغ كثافة يوروبيوم مقدار 5.244 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من يوروبيوم أثقل بنحو 5.2×.

ما الكهروسلبية لـ يوروبيوم؟

تبلغ كهروسلبية يوروبيوم وفق مقياس باولنغ 1.2. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تعني قيمة كهذه الانخفاض أنه يمنح إلكتروناته الخارجية بسهولة، مكوِّنًا أيونات موجبة.

من اكتشف يوروبيوم ومتى؟

اكتُشف يوروبيوم في 1901 على يد Eugene-Anatole Demarcay. سُمّي على اسم أوروبا.

ما مدى وفرة يوروبيوم على الأرض؟

يشكّل يوروبيوم حوالي 2 mg/kg من قشرة الأرض — وهو غير شائع، لكنه ليس نادرًا.

→ السابق Sm ساماريوم العنصر 62 · لانثانيد التالي ← Gd غادولينيوم العنصر 64 · لانثانيد