Europium


Europium
Europium
SamariumEuropiumGadolinium
  Structure cristalline cubique à corps centré

63
Eu
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Eu
Am
Table complèteTable étendue
Informations générales
Nom, symbole, numéro Europium, Eu, 63
Série chimique Lanthanides
Groupe, période, bloc L/A, 6, f
Masse volumique 5,244 g·cm-3 (25 °C)[1]
Couleur blanc argenté
No CAS 7440-53-1 [2]
No EINECS 231-161-7[3]
Propriétés atomiques
Masse atomique 151,964 ± 0,001 u [1]
Rayon atomique (calc) 185 pm (247 pm)
Rayon de covalence 1,98 ± 0,06 Å [4]
Configuration électronique [Xe] 4f7 6s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 25, 8, 2
État(s) d’oxydation 3
Oxyde basique
Structure cristalline Cubique à corps centré
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 822 °C [1]
Point d’ébullition 1 596 °C [1]
Énergie de fusion 9,21 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 143,5 kJ·mol-1
Volume molaire 28,97×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 144 Pa à 1 095 K
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,2
Chaleur massique 180 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 1,12×106 S·m-1
Conductivité thermique 13,9 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[5]
1re : 5,67038 eV 2e : 11,25 eV
3e : 24,92 eV 4e : 42,7 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
150Eu {syn.} 36,9 ans ε 2,261 150Sm
151Eu 47,8 % stable avec 88 neutrons
152Eu {syn.} 13,537 ans ε
β-
1,847
1,819
152Sm
152Gd
153Eu 52,2 % stable avec 90 neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[3]
État pulvérulent :
Facilement inflammable
F
Phrases R : 14/15, 17,
Phrases S : 7/8, 43,
SGH
SGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Attention
H302, H373, H411,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'europium est un élément chimique, de symbole Eu et de numéro atomique 63.

Sommaire

Caractéristiques notables

Europium

L'europium est le plus réactif des éléments des terres rares. Il s'oxyde rapidement à l'air et ressemble au calcium lorsqu'il réagit avec l'eau. Comme les autres terres rares (à l'exception du lanthane), l'europium brûle dans l'air à environ 150 à 180 °C. Il est aussi dur que le plomb et assez ductile.

Refroidi à 1,8 K à une pression de 80 GPa, l’europium devient supraconducteur[6].

Applications

Les applications commerciales de l'europium sont limitées.

  • Il est utilisé pour doper certains plastiques afin de faire des lasers.
  • Grâce à sa bonne capacité à absorber les neutrons, on a aussi étudié son utilisation dans les réacteurs nucléaires. Majoritairement les barres de contrôle des réacteurs nucléaires des sous-marins russes utilisent l'europium.
  • L'europium trivalent en particulier sous forme d'oxyde d'europium (Eu2O3) est utilisé pour doper les phosphores de tubes cathodiques notamment le vanadate d'yttrium (YVO4) dans des phosphores rouges. L'europium divalent est utilisé dans une autre matrice pour produire des phosphores bleus. Le thiogallate de strontium SrGa2S4 dopé par l'europium donne une fluorescence verte persistant plusieurs secondes. L'aluminate de strontium SrAl2O4 dopé par l'europium donne un bleu (490 nm), un bleu-vert persistant (505 nm) et un vert brillant (520 nm). Des fluorescences avec des longueurs plus grandes sont possibles au prix du rendement.
  • L'europium est utilisé en géochimie : il se concentre préférentiellement dans les feldspaths plagioclases calciques (anorthites). Par exemple, les highlands lunaires (anorthosites) présentent une anomalie positive en europium par rapport aux autres terres rares, alors que les mers lunaires (coulées basaltiques) sont déprimées en cet élément.
  • L'europium et ses dérivés peuvent être utilisés pour modifier le déplacement chimique de certains noyaux en RMN (Résonance Magnétique Nucléaire), après fixation sélective sur des atomes de type bases de Lewis par exemple. Ceci permet de déterminer des structures moléculaires complexes de produits organiques naturels ou de synthèse[7].

Histoire

L'europium fut découvert par Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran en 1890, qui obtint une fraction concentrée de samarium-gadolinium possédant des lignes spectrales n'appartenant ni au samarium ni au gadolinum. Toutefois, le crédit de la découverte est généralement attribué au chimiste français Eugène Anatole Demarçay, qui suspecta en 1896 que des échantillons de samarium récemment découverts étaient contaminés par un élément inconnu. Il fut capable d'isoler l'europium en 1901.

Des clathrates d'europium ont été synthétisés dans l'espoir qu'ils aient des propriétés thermoélectriques intéressantes[8].

Toxicologie, écotoxicologie

Les phénomènes de complexation et de bioaccumulation de l'Europium au niveau cellulaire et moléculaire sont longtemps restés inconnus, faute d'études. Une thèse[9] a récemment permis d'étudier les interactions de certains cations (uranium (VI) et europium, en tant qu’analogue d'actinides trivalents) avec certaines protéines (phytochélatines) connues pour protéger les cellules des effets de l'intrusion dans un organisme végétal de métaux lourds toxiques et qu'on pensait aussi impliquées dans la séquestration des radionucléides au sein d'organismes vivants. La réactivité de leurs sous-entités constitutives (glycine, acide glutamique, cystéine ; polypeptides (glutathion réduit et oxydé) a aussi été étudiée[10], de même que la spéciation des contaminants en solution (stœchiométrie) et que les constantes d’équilibre associées à la formation de ces espèces.
Les sous-entités ont montré un pouvoir complexant moyennement élevé vis-à-vis des radionucléides (log ß1,1 de l’ordre de 2 ou de 5, à pH 3 ou 6 respectivement), avec des espèces produites qui sont mononucléaires (une seule molécule de ligand par espèce (1:1)) et des interactions liées aux groupements durs (oxygénés). Mais certaines phytochélatines (PC2 à PC4) complexent plus efficacement l’europium, tant pour des solutions synthétiques imitant le contexte « biologique » (pH neutre et force ionique de 0.1mol/L, etc.), que lors de contaminations cellulaires réelles par différentes quantités d'europium. Les cellules ont significativement capté l'europium.

Notes et références

  1. a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. a et b Entrée de « Europium » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
  4. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd., p. 10-203 
  6. Laurent Sacco, L’europium, le nouveau supraconducteur, futura-sciences.com, 20 mai 2009.
  7. "Heterocycles with a quinone function. An abnormal reaction of butanedione with 1-2 diaminoanthraquinone-Crystalline structure obtained from naphto(2,3-f)quinoxaline-7,12-dione". M. Baron, S. Giorgi-Renault, J. Renault, P. Mailliet, D. Carré, J. Etienne, Can. J. Chem, (1984), 62, 3, 526-530.
  8. Ya. Mudryk, P. Rogl, C. Paul, S. Berger, E. Bauer, G. Hilscher, C. Godart, H. Noël, A. Saccone, R. Ferro, Crystal chemistry and thermoelectric properties of clathrates with rare-earth substitution ; Physica B: Condensed Matter, Volume 328, Issues 1-2, April 2003, Pages 44-48 (Résumé)
  9. Valérie Lourenco, thèse de Doctorat (Université Paris XI) soutenue à l'Institut de Physisque Nucléaire d'Orsay « Etude de la spéciation des radionucléides avec les molécules d’intérêt biologique», 5 juillet 2007
  10. études faites par Spectrofluorimétrie Laser à Résolution Temporelle (SLRT), ElectroSpray-Spectrométrie de Masse (ES-MS) et Spectroscopie d’Absorption X (EXAFS)

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1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
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  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


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