Europium
Échantillon d'europium dans une ampoule.
Samarium ← Europium → Gadolinium — 63 Eu ↑ Eu ↓ Am Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole	Eu
Nom	Europium
Numéro atomique	63
Groupe	–
Période	6e période
Bloc	Bloc f
Famille d'éléments	Lanthanide
Configuration électronique	[Xe] 6s2 4f7
Électrons par niveau d’énergie	2, 8, 18, 25, 8, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	151,964 ± 0,001 u[1]
Rayon atomique (calc)	185 pm (247 pm)
Rayon de covalence	198 ± 6 pm[2]
État d’oxydation	3
Électronégativité (Pauling)	1,2
Oxyde	Base
Énergies d’ionisation[3]
1re : 5,670 38 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
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire	solide
Masse volumique	5,244 g·cm-3 (25 °C)[1]
Système cristallin	Cubique centré
Couleur	blanc argenté
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
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
Divers
No CAS	7440-53-1[4]
No ECHA	100.028.328
No CE	231-161-7[5]
Précautions
SGH
Attention H302, H373 et H411 H302 : Nocif en cas d'ingestion H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Directive 67/548/EEC[5]
F Symboles : F : Facilement inflammable Phrases R : R17 : Spontanément inflammable à l’air. R14/15 : Réagit violemment au contact de l’eau en dégageant des gaz extrêmement inflammables. Phrases S : S43 : En cas d’incendie, utiliser … (moyens d’extinction à préciser par le fabricant. Si l’eau augmente les risques, ajouter : « Ne jamais utiliser d’eau »). S7/8 : Conserver le récipient bien fermé et à l’abri de l’humidité. Phrases R : 14/15, 17, Phrases S : 7/8, 43,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

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

Caractéristiques notables

Europium

L'europium est le plus réactif des éléments des terres rares.

• Il s'oxyde rapidement à l'air, pour donner du trioxyde d'europium selon la réaction : 4 Eu + 3 O₂ → 2 Eu₂O₃
• Sa réaction à l'eau est comparable à celle du calcium ₂₀Ca lorsqu'il réagit avec l'eau : 2 Eu + 6 H₂O → 2 Eu(OH)₃ + 3 H₂
• Il est aisément soluble dans l'acide sulfurique :

2 Eu + 3 H₂SO₄ + 18 H₂O → 2 [Eu(H₂O)₉]³⁺ + 3 SO₄²⁻ + 3H₂

• Comme les autres terres rares (à l'exception du lanthane ₅₇La), 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 et soumis à une pression de 80 GPa, l’europium devient supraconducteur^[6].

Isotopes

L'europium naturel est composé de ¹⁵¹Eu et de ¹⁵³Eu. L'europium 153 étant le plus présent avec une abondance naturelle d'environ 52,2 %.

Applications

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^[9].

Toxicologie, écotoxicologie

Les phénomènes de complexation et de bioaccumulation de l'europium au niveau cellulaire et moléculaire sont longtemps restés inconnus, faute d'études. À l'état trivalent l'europium (en tant qu'analogue des actinides trivalents) et l'uranium(VI) interagissent 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^[10]. La réactivité de leurs sous-entités constitutives (glycine, acide glutamique, cystéine ; polypeptides (glutathion réduit et oxydé) a aussi été étudiée^[11], 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.

Gisements

En avril 2018, alors que la Chine et l'Australie sont les premiers producteurs de terres rares, dans la revue Nature des chercheurs japonais estiment que les gisements nouveaux détectés à l'Est du Japon représentent sur 2 500 km² environ 16 millions de tonnes de terres rares, situées dans le sédiment marin, à plus de 5 000 mètres de profondeur ; sur 2 499 km², le fond contiendrait là plus de 16 millions de tonnes d'oxydes de terres rares, soit 620 ans d'approvisionnement mondial d'Europium (et aussi 780 ans de réserve d'yttrium, 730 ans pour le dysprosium, 420 ans pour le terbium, selon une publication d'avril 2018 dans Scientific Reports^[12],[13].

La Roumanie a des mines de terres rares produisant de l'europium et du dysprosium. Fermées dans les années 1980, on envisage en 2019 de les rouvrir^[14].

Notes et références

Voir aussi