związki europu
Związki europu to związki utworzone przez metaliczny lantanowiec europ (Eu). W tych związkach europ ogólnie wykazuje stopień utlenienia +3, tak jak EuCl3 , Eu(NO3 ) 3 i Eu( CH3COO ) 3 . Znane są również związki z europem na +2 stopniu utlenienia. Jon +2 europu jest najbardziej stabilnym dwuwartościowym jonem metali lantanowców w roztworze wodnym. Lipofilowe kompleksy europu często zawierają ligandy podobne do acetyloacetonianu , np. Eufod .
chalkogenki
tlenki
Tlenek europu (II) można otrzymać przez redukcję tlenku europu (III) metalicznym europem w wysokiej temperaturze. Ma strukturę soli kamiennej, jest ciemnoczerwonym ciałem stałym i jest ferromagnetyczny w temperaturze 77 K. Może stać się magnetycznym materiałem chłodzącym (ΔS mag = −143 mg/cm 3 K, 50 kOe). Siarczek europu (II) jest również ferromagnetyczny, ale tellurek europu (II) jest antyferromagnetyczny . Mieszany tlenek walencyjny Eu 3 O 4 europu można otrzymać poprzez redukcję tlenku europu(III) środkiem redukującym w atmosferze wodoru , takim jak:
- 2 Eu 2 O 3 + 2 EuOCl + 2 LiH → 2 Eu 3 O 4 + 2 LiCl + H 2 ↑
Tlenek europu (III) jest najbardziej stabilnym tlenkiem europu, jasnoróżową substancją stałą o wysokiej temperaturze topnienia, którą można otrzymać w wyniku termicznego rozkładu azotanu europu (III) . Reaguje z wodą dając EuOOH. Reakcja rozpuszczalnych soli europu z amoniakiem lub wodorotlenkiem sodu może spowodować wytrącenie wodorotlenku Eu(OH) 3 , ale w obecności związków polihydroksylowych (takich jak glukoza ) strącanie jest niecałkowite.
Inne chalkogenki
Siarczek europu(III) można otrzymać przez rozkład Eu(Et 2 NCS 2 ) 3 następnie w temperaturze 500~600 °C. Siarczek europu(III) można również otrzymać przez rozkład tiocyjanianu Eu (NCS) 3 ; Jego dwie formy krystaliczne, typu α i typu γ, należą odpowiednio do rombowych i sześciennych układów krystalicznych . Siarczek europu (II) wytwarza się przez siarczkowanie tlenku w temperaturach wystarczająco wysokich, aby rozłożyć tlenek europu (III) :
- Eu 2 O 3 + 3 H 2 S → 2 Eu S + 3 H 2 O + S
Tlenosiarczek europu otrzymuje się w reakcji tlenku europu (III) w strumieniu dwusiarczku węgla / argonu / tlenu pod niskim ciśnieniem . Jest to ciało stałe trójskośnego układu kryształów , grupa przestrzenna P 3 m 1, a jego optyczne pasmo wzbronione wynosi 4,4 eV. Oksyselenek europu i oksytelurek europu można wytworzyć w reakcji tlenku europu (III) z selenem lub tellurem w temperaturze 600 ° C. Oksyselenid jest podgrzewany w powietrzu i utleniany do oksyselenitu. Podobna reakcja zachodzi z oksytellurydem dając Eu 2 TeO 6 .
Eu(H 2 O) i Eu(H 2 O) 2 można otrzymać w reakcji metalicznego europu w stałym argonie z wodą . Eu(H2O ) jest przekształcany w celu uzyskania HEuOH, który jest następnie rozkładany na EuO i H2 ; Eu(H 2 O) 2 rozkłada się na Eu(OH) 2 i H 2 .
Halogenki
_chloride_hexahydrate.jpg)
Europ metaliczny reaguje ze wszystkimi halogenami:
- 2 Eu + 3 X 2 → 2 EuX 3 (X = F, Cl, Br, I)
Ta droga daje biały fluorek europu(III) ( EuF3 ), żółty chlorek europu(III) (EuCl3 ) , szary bromek europu(III) (EuBr3 ) i bezbarwny jodek europu(III) (EuI3 ) . Europ tworzy również odpowiednie dihalogenki: żółto-zielony fluorek europu(II) (EuF 2 ), bezbarwny chlorek europu(II) (EuCl 2 ) (chociaż ma jasnoniebieską fluorescencję w świetle UV), bezbarwny bromek europu(II) ( EuBr 2 ) i zielony jodek europu(II) (EuI 2 ).
Europ może tworzyć cztery halogenki postaci EuX 3 (X = F, Cl, Br, I). Są silnymi elektrolitami w wodzie, a wszystkie oprócz fluoru są rozpuszczalne w wodzie. Bezwodne halogenki europu można wytworzyć w reakcji tlenków lub hydratów halogenków:
- Eu 2 O 3 + 6 NH 4 Cl → 2 EuCl 3 + 3 H 2 O + 6 NH 3 ↑
- EuCl 3 ·6H 2 O + 6 SOCl 2 → EuCl 3 + 6 SO 2 ↑ + 12 HCl ↑
Wśród nich jodek europu(III) można otrzymać jedynie w reakcji tlenku europu(III) i kwasu jodowodorowego , a jodek europu(II) można otrzymać przez bezpośrednie potraktowanie odczynnika jodkiem amonu .
Sole utlenione
Siarczan europu (II) to siarczan europu dwuwartościowego, który można otrzymać przez elektrolizę roztworu siarczanu europu z rtęcią jako katodą lub przez redukcję chlorku europu (III) amalgamatem cynku , a następnie reakcję z kwasem siarkowym . Reaguje z węglanem sodu lub szczawianem amonu , dając odpowiednio węglan europu(II) i szczawian europu(II):
- EuSO 4 + Na 2 CO 3 + xH 2 O → EuCO 3 ·xH 2 O + Na 2 SO 4
- EuSO 4 + (NH 4 ) 2 C 2 O 4 (nasycony) + H 2 O → EuC 2 O 4 · H 2 O + ( NH4 ) 2S04
III ) można otrzymać bezpośrednio w reakcji tlenku europu (III) i rozcieńczonego kwasu siarkowego i skrystalizować, a odwodnienie hydratu można uzyskać bezwodnym. Siarczan europu (III) jest rozpuszczalny w wodzie, a jego oktahydrat ma rozpuszczalność 2,56 g w temperaturze 20 ° C. Siarczyn europu(III) (Eu 2 (SO 3 ) 3 ·nH 2 O，n=0, 3, 6) i jego sól zasadowa (EuOHSO 3 ·4H 2 O) są znane i ogrzewa się siarczyn w atmosferze tlenku węgla odwodni się do postaci bezwodnej, a po Eu 2 O 2 SO 4 ostatecznie otrzyma oksysiarczek Eu 2 O 2 S.
Azotan europu (III) można otrzymać w reakcji tlenku europu (III) i kwasu azotowego oraz krystalizacji. Kryształ suszy się 45-55% kwasem siarkowym , otrzymując heksahydrat. Jego bezwodną postać można otrzymać w reakcji tlenku europu z tetratlenkiem diazotu , podczas gdy ogrzewając hydrat można otrzymać tylko zasadową sól EuONO 3 . Fosforan europu (III) można otrzymać w reakcji chlorku europu (III) i wodorofosforanu diamonu (lub tlenku europu (III) i 5 mol / l kwasu fosforowego ), a jego biały monohydrat wytrąca się z roztworu. Traci wodę w temperaturze 600 ~ 800 ° C i zmienia się z heksagonalnej z wodą w bezwodną fazę jednoskośną . Tlenek europu(III) reaguje z pięciotlenkiem arsenu, dając arsenian europu(III) , który jest bezbarwnym kryształem o strukturze ksenotymowej .
_acetate.jpg)
Węglan europu(III) jest jednym z węglanów europu, który można otrzymać w reakcji rozcieńczonego roztworu wodorowęglanu sodu nasyconego dwutlenkiem węgla z rozpuszczalną solą europu. Jest podgrzewany i rozkładany w celu wytworzenia tlenku europu(III) i dwutlenku węgla . Znane są jego sole zasadowe i sole podwójne. Octan europu (III) jest bladoróżową substancją stałą, która może krystalizować z roztworu wodnego w postaci tetrahydratu, który suszy się kwasem siarkowym, otrzymując trihydrat. Reakcja azotanu europu (III) i kwasu szczawiowego dała dekahydrat szczawianu europu, który w temperaturze 100 ° C został przekształcony w pentahydrat. Używając szczawianu potasu jako surowca, można otrzymać tylko podwójną sól KEu(C 2 O 4 ) 2 ·2H 2 O. Polimer koordynacyjny [Eu(C 2 O 4 )(HCOO)] n można otrzymać w reakcji szczawianu europu i kwasu szczawiowego z kwasem szczawiowym w temperaturze 200°C. Szczawian europu (III) jest podgrzewany do 320 ° C w atmosferze dwutlenku węgla w celu uzyskania szczawianu europu:
- Eu 2 (C 2 O 4 ) 3 → 2 EuC 2 O 4 + 2 CO 2 ↑
Związki organoeuropiowe
Związki euroorganoorganiczne to klasa organicznych związków metali zawierających wiązania Eu-C. Kompleksy cyklopentadienylowe europu badano we wczesnym stadium. Można je wytworzyć w reakcji cyklopentadienidu sodu i bezwodnego halogenku europu w tetrahydrofuranie , na przykład:
- EuCl 3 + 3 C H 5 Na → (C 5 H 5 ) 3 Eu + 3 NaCl
- 5 Eu I 2 + 2 (C 5 Hi Pr 4 ) Na → (C 5 Hi Pr 4 ) 2 Eu + 2 NaI
Triizopropylocen europu to brązowe ciało stałe, które można poddać reakcji z nadtlenkiem wodoru , otrzymując nadtlenek cyklopentadienu europu; europ bis (tetraizopropylocen) to pomarańczowo-czerwone ciało stałe, które można topić w temperaturze 165 ° C. Kompleks cyklononatetraenu i europu (II) można wytworzyć podobną metodą, a jego roztwór w toluenie emituje niebiesko-zieloną fluorescencję przy 516 nm, w porównaniu z innymi organicznymi kompleksami kanapkowymi europu (II) (około 630 nm) z wyraźnym przesunięciem niebieskim .
Oprócz wytwarzania związków organo-europowych w reakcji metatezy , metaliczny europ może być również bezpośrednio zaangażowany w reakcję, taką jak reakcja europu i pentametylocyklopentadienu w celu wytworzenia jasnopomarańczowego bis (pentametylocyklopentadienu) europu; a reakcja cyklooktatetraenu i europu daje bladozielony cyklooktatetraen europu.
Aplikacje
Związki Eu 3+ mogą emitować czerwone światło pod wpływem wzbudzenia . Na przykład tlenek europu(III) można stosować w telewizorach kineskopowych, a tlenosiarczek itru domieszkowany europem (Y2O2S : Eu3 + ) można stosować jako luminofory. Ponadto związki europu mogą być również wykorzystywane do produkcji materiałów zapobiegających fałszerstwom. Fosforek europu (III) jest półprzewodnikiem stosowanym w zastosowaniach o dużej mocy, wysokiej częstotliwości oraz w diodach laserowych.
W oparciu o właściwości tlenku europu(II) badane są cienkie warstwy tlenku europu(II) osadzone na krzemie pod kątem zastosowania jako filtry wirowe. Materiały filtrów spinowych przepuszczają tylko elektrony o określonym spinie , blokując elektron o przeciwnym spinie. Synteza tlenku europu (II), a także jego siarczku europu (II) , ze względu na ich potencjał jako materiałów na okna laserowe, izolujących ferromagnesów, półprzewodników ferromagnetycznych oraz materiałów magnetoodpornych , optomagnetycznych i luminescencyjnych . Siarczek europu (II) został użyty w eksperymencie dostarczającym dowodów na istnienie fermionów Majorany istotnych dla obliczeń kwantowych i produkcji kubitów .
Eu(fod) 3 służy jako kwas Lewisa jako katalizator w syntezie organicznej, w tym w stereoselektywnych reakcjach Dielsa-Aldera i addycji aldolowej . Na przykład Eu(fod) 3 katalizuje cyklokondensacje podstawionych dienów z aldehydami aromatycznymi i alifatycznymi , dając dihydropirany , z wysoką selektywnością względem produktu endo .
Zobacz też
Czytanie zewnętrzne
- Yi Xianwu, Huang Chunhui, Wang Wei, Liu Yujiu, Wu Jinguang. Seria chemii nieorganicznej, tom 7, skand i pierwiastki ziem rzadkich. Pekin: Science Press, 1992. ISBN 9787030305749 .
- Podręcznik syntezy związków nieorganicznych, tom 2. Pekin: Chemical Industry Press, 1986. CSBN 15063·3726 (Synthesis of Inorganic Compounds II. Tokyo: Maruzen Co., Ltd., 1977) pod redakcją Towarzystwa Chemicznego Japonii. Przetłumaczone przez An Jiaju i Chen Zhichuan.