63 Eu يوروبيوم 151.964
لانثانيد f-block Period 6

يوروبيوم

Eu · Element 63

The security element: europium phosphors are the anti-counterfeiting glow in euro banknotes.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 151.964 u
ELECTRON CONFIGURATION [Xe] 4f⁷ 6s²
62Sm All 118 64Gd

البنية

ذرة يوروبيوم

ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.

سحابة المدارات

القيم المقيسة

ورقة الخصائص

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

فيزيائية

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

ذرية

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

إلكترونية

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

الوفرة

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
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 مقياس

How big is a يوروبيوم atom?

Radius 180 pm — that is 0.18 nm, so about 2778 million of them side by side would span a millimetre.

النطاق الحراري

Solid, liquid, gas — and when

يوروبيوم is liquid over a 699 K window, from 1095 K to 1794 K.

موضعه

موضعه في الجدول

يوروبيوم sits in the lanthanide series, printed below the main grid.

OTHER اللانثانيدات

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

القصة

ما هو يوروبيوم، وكيف اكتشفناه

The security element: europium phosphors are the anti-counterfeiting glow in euro banknotes.

The discovery of يوروبيوم

🧪 التميز الفرنسي في الكيمياء

أوجين-أناتول ديمارسي (1896)

اكتشف أوجين-أناتول ديمارسي، وهو كيميائي فرنسي، اليوروبيوم أثناء دراسة مركزات الساماريوم باستخدام تقنيات طيفية متقدمة. وأظهر اكتشافه قوة الكيمياء التحليلية الدقيقة في كشف عناصر الطبيعة الخفية.

اختراق طيفي

لاحظ ديمارسي خطوطاً طيفية غامضة في عينات ساماريوم يُفترض أنها نقية، ولم يكن من الممكن تفسيرها بالعناصر المعروفة. وباستخدام التحليل الطيفي عالي الدقة، حدّد خطوط انبعاث زرقاء وفوق بنفسجية مميزة أشارت إلى عنصر جديد.

تحقيق منهجي

من خلال تجارب التبلور التجزيئي المنهجية، ركّز ديمارسي العنصر المجهول تدريجياً، ولاحظ كيف ازدادت شدة الخطوط الطيفية الغامضة بينما تضاءلت خطوط الساماريوم. وأثبت هذا النهج المنهجي وجود عنصر مستقل.

التسمية والاعتراف

سُمّي اليوروبيوم نسبةً إلى قارة أوروبا، مما يجعله واحداً من أربعة عناصر فقط سُمّيت نسبةً إلى قارات. واعترفت اللجنة الدولية للأوزان الذرية باليوروبيوم رسمياً عام 1901، مؤكدةً اكتشاف ديمارسي.

عزل الفلز النقي

لم يُنتج فلز اليوروبيوم النقي حتى عام 1937 بطرائق التقطير، أي بعد أكثر من 40 عاماً من اكتشاف العنصر. وقد أدى التفاعل الشديد للفلز وصعوبة تحقيق فصل كامل عن اللانثانيدات الأخرى إلى تحديات تقنية مستمرة.

التطوير الصناعي

ظل اليوروبيوم موضع اهتمام مختبري حتى ستينيات القرن العشرين، عندما أوجدت تقنية التلفزيون طلباً على الفوسفورات الحمراء. وأدى تطوير تقنيات فصل فعالة من قِبل GE وشركات أخرى إلى تحويل اليوروبيوم إلى عنصر مهم تجارياً.

الإسهامات العلمية

أسهم عمل ديمارسي في:

  • تطوير منهجية التحليل الطيفي
  • فهم كيمياء الأرض النادرة
  • تحسين الدقة التحليلية
  • صقل تقنيات اكتشاف العناصر
🎯 الابتكار المنهجي: أصبح نهج ديمارسي المنهجي معياراً لاكتشاف العناصر النزرة، وأثر في الكيمياء التحليلية لأجيال متعاقبة.

الاستخدامات

فيما يُستخدم يوروبيوم

💡 إتقان تقنية الإضاءة

يُحدث اليوروبيوم ثورة في تقنية شاشات العرض وأنظمة الإضاءة بفضل خصائصه الضيائية الاستثنائية. وبصفته أكثر اللانثانيدات تفاعلاً، يُنتج اليوروبيوم الفوسفورات الحمراء والزرقاء الزاهية التي تضيء عالمنا الحديث.

تقنية شاشات العرض المتقدمة

تُولّد الفوسفورات المنشطة باليوروبيوم اللون الأحمر النقي في شاشات LED وشاشات التلفزيون وشاشات الحاسوب. ويُنتج أكسيد الإتريوم المطعّم باليوروبيوم (Y₂O₃:Eu³⁺) أكثر الفوسفورات الحمراء كفاءةً المعروفة، 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 كفاءة ضوئية تتجاوز 100 لومن لكل واط، مما يجعل الإضاءة الفلورية أكثر كفاءة بكثير من المصابيح المتوهجة.

الأمن ومكافحة التزييف

تُستخدم معقدات اليوروبيوم أحباراً أمنية متطورة للعملات وجوازات السفر والوثائق الثمينة. وتُظهر هذه المواد تحت الضوء فوق البنفسجي أنماط فلورية فريدة يستحيل تكرارها دون معرفة ومعدات متخصصة.

تحسين التصوير الطبي

تحسّن عوامل التباين القائمة على اليوروبيوم جودة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) من خلال تعزيز تباين الأنسجة. وتجعل خصائص اليوروبيوم البارامغناطيسية وسميته المنخفضة منه مثالياً لتطبيقات التصوير الطبي المتخصصة.

تقنية الليزر

تُنشئ البلورات المطعّمة باليوروبيوم أنواعاً متخصصة من الليزر لتطبيقات البحث، ولا سيما في البصريات الكمومية والتحليل الطيفي الذري. وتتيح خطوط الانبعاث الحادة للعنصر تحكماً دقيقاً في الطول الموجي وقياسات طيفية عالية الدقة.

تطبيقات الأبحاث النووية

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

🌟 ثورة شاشات العرض: تتيح فوسفورات اليوروبيوم شاشات فائقة الدقة تغطي 99% من طيف الألوان المرئية، مما ينتج صوراً نابضة بالحياة كانت مستحيلة سابقاً باستخدام تقنية الفوسفورات التقليدية.

🖥️ أساسيات 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.

تقنية التلفزيون

تضمّن أجهزة التلفزيون عالية الدقة فوسفورات حمراء قائمة على اليوروبيوم لتحقيق إعادة إنتاج دقيقة للألوان وسطوع محسّن. وتحافظ هذه الفوسفورات على ثبات الألوان طوال سنوات 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 للمصنعين بإنشاء إضاءة تحاكي ضوء الشمس الطبيعي.

تطبيقات السيارات

تتميز المركبات الحديثة بإضاءة LED محسّنة باليوروبيوم في المصابيح الأمامية والخلفية وشاشات لوحة القيادة. ويضمن الثبات الحراري للعنصر التشغيل الموثوق في درجات الحرارة القصوى الخاصة بالسيارات.

الإضاءة المعمارية

تستخدم أنظمة إضاءة المباني فوسفورات اليوروبيوم لإمكانات تغيير الألوان ديناميكياً وكفاءة الطاقة وطول العمر التشغيلي. وتتيح هذه الأنظمة تصميمات إضاءة قابلة للبرمجة للتطبيقات التجارية والسكنية.

المعدات الطبية

تضم إضاءة الجراحة ومصابيح معالجة الأسنان والمعدات التشخيصية مصادر ضوء محسّنة باليوروبيوم لإظهار الألوان بدقة وتوفير ظروف بصرية مثالية أثناء الإجراءات الطبية.

🏭 الاستخدامات الصناعية

  • إضاءة مراقبة الجودة للتصنيع الحساس للألوان
  • أنظمة إضاءة استوديوهات التصوير والفيديو
  • أنظمة LED للبستنة لتحسين نمو النباتات
  • إضاءة إشارات المرور ومركبات الطوارئ

مصدره

وجوده الطبيعي

2 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 56% of elements

🌏 تركّز معادن الأرض النادرة

رواسب المعادن الأولية

يوجد اليوروبيوم في معادن الأرض النادرة الحاملة نفسها التي توجد فيها اللانثانيدات الأخرى، ولا سيما المونازيت والبازتنازيت والزينوتيم. وعلى الرغم من كونه أندر عنصر مستقر من عناصر الأرض النادرة، 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 ماونت ويلد للأرض النادرة
  • الهند: رواسب رمال الشواطئ المونازيتية
  • غرينلاند: تطوير مجمع كيفانيفيلد

التكوّن الجيولوجي

يحدث إثراء اليوروبيوم في المعقدات 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 من حيث وفرة عناصر الأرض النادرة المستقرة. وهذه الندرة، إلى جانب ارتفاع الطلب عليه في تطبيقات شاشات العرض، تجعل اليوروبيوم واحداً من أثمن اللانثانيدات.

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 انتقائياً من خلال كيمياء الاختزال.

الاسترداد وإعادة التدوير

تركز 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، رغم أن أياً منها لا يضاهي كفاءة اليوروبيوم ونقاء ألوانه في التطبيقات المهمة.

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

التعامل

السلامة

🔥 احتياطات التفاعل العالي

التفاعل الشديد

فلز اليوروبيوم هو أكثر اللانثانيدات تفاعلاً، إذ يشتعل تلقائياً 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

يمثل فلز اليوروبيوم ومسحوقه مخاطر حريق شديدة، إذ يحترقان بحرارة عالية ولهب أحمر ساطع. وتكون طفايات الحريق القياسية غير فعالة؛ ويجب استخدام عوامل إطفاء من الفئة D أو الرمل الجاف فقط لحرائق اليوروبيوم.

معدات الوقاية الشخصية

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

متطلبات التخزين الآمن

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

سلامة المركبات الكيميائية

تسبب مركبات اليوروبيوم تهيج الجلد والعينين، لكنها تتمتع بسُمية حادة منخفضة نسبياً. 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 إطفاء من الفئة D فقط. التعرض الكيميائي: انزع الملابس الملوثة فوراً، واغسل الجلد بالماء لمدة 15 دقيقة، واطلب العناية الطبية إذا استمر التهيج.

التخلص من النفايات

تخلّص من مواد اليوروبيوم وفقاً للوائح النفايات الخطرة. ويمكن أكسدة الكميات الصغيرة في ظروف خاضعة للرقابة، لكن الكميات الأكبر تتطلب خدمات تخلص متخصصة.

⚡ السلامة الحرجة: لا تتعامل أبداً مع فلز اليوروبيوم بيدين مبللتين أو في بيئات رطبة؛ فقد تسبب التفاعلات العنيفة حروقاً وحرائق شديدة.

إجابات سريعة

يوروبيوم: أسئلة شائعة

What is يوروبيوم?

يوروبيوم (symbol Eu) is element 63 on the periodic table, a لانثانيد in period 6. The security element: europium phosphors are the anti-counterfeiting glow in euro banknotes. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of يوروبيوم?

يوروبيوم's ground-state electron configuration is [Xe] 4f⁷ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 25, 8, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of يوروبيوم?

يوروبيوم melts at 1095 K (821.9 °C) and boils at 1794 K (1520.9 °C).

What is the atomic mass of يوروبيوم?

The standard atomic weight of يوروبيوم is 151.964 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is يوروبيوم?

يوروبيوم has a density of 5.244 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of يوروبيوم is about 5.2× heavier.

What is the electronegativity of يوروبيوم?

يوروبيوم has a Pauling electronegativity of 1.2. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.

Who discovered يوروبيوم, and when?

يوروبيوم was discovered in 1901 by Eugene-Anatole Demarcay. It is named after europe.

How common is يوروبيوم on Earth?

يوروبيوم makes up about 2 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.

→ السابق Sm Samarium Element 62 · Lanthanide التالي ← Gd Gadolinium Element 64 · Lanthanide