Оксид европия(III) — наиболее стабильный оксид европия, светло-розовое твёрдое вещество с высокой температурой плавления, которое можно получить путём термического разложения нитрата европия(III)[13]. Он реагирует с водой, образуя EuOOH[15]. При реакции растворимых солей европия с аммиаком или гидроксидом натрия может выпасть гидроксид европия(III), но в присутствии полигидроксильных соединений (например, глюкозы) осаждение происходит не полностью[13]. Комплексы Eu(H2O) и Eu(H2O)2 могут быть получены в результате взаимодействия металлического европия с водой в твёрдом аргоне. Eu(H2O) перестраивается в HEuOH, который в дальнейшем разлагается на EuO и H2[16]; Eu(H2O)2 разлагается на Eu(OH)2 и H2[16].
Другие халькогениды
Сульфид европия(III) может быть получен путём разложения Eu(Et2NCS2)3 при температуре 500—600 °C[17]. Сульфид европия(III) также может быть получен разложением тиоцианата европия — Eu(NCS)3[18]; две его кристаллические формы, α-тип и γ-тип, относятся к орторомбической и кубической кристаллическим сингониям соответственно[19]. Сульфид европия(II) получают сульфированием оксида европия(III) при температурах, достаточно высоких для его разложения (~500 °C)[20]:
Селенид европия(II) также может быть получен путём нагревания оксалата европия(II) с избытком селена в токе водорода (при 800 °C):
Оксисульфид европия получают в результате реакции оксида европия(III) с сероуглеродом / аргоном / кислородом низкого давления. Он представляет собой твёрдое вещество триклинной кристаллической сингонии с пространственной группой P3m1 и оптической щелью в 4,4 эВ[23]. Оксиселенид европия и оксителлурид европия получают реакцией оксида европия(III) с селеном или теллуром при 600 °C[24]. Оксиселенид нагревают на воздухе и окисляют до оксиселенита[25]. Аналогичная реакция происходит с оксителлуридом и даёт Eu2TeO6[26].
Европий образовывает все четыре тригалогенида. Они являются сильными электролитами, и все они, кроме фторида, растворимы в воде. Безводные тригалогениды европия получают с помощью реакции оксидов или гидратов галогенидов[29]:
Среди них иодид европия(III) может быть получен только в результате реакции оксида европия(III) и иодистоводородной кислоты[30].
Кроме того, европий образовывает все четыре дигалогенида. Обычно их получают путём восстановления соответствующего тригалогенида европия газообразным водородом или европием:
Иодид европия(II) также может быть получен прямой обработкой европия иодидом аммония[31]:
Среди дигалогенидов EuF2 и EuI2 имеют жёлтый цвет, а EuCl2 и EuBr2 — белый, при этом EuCl2 обладает ярко-синей флуоресценцией при ультрафиолетовом облучении[27].
Пниктиды
Нитрид европия(III) — это чёрное твёрдое вещество, которое может быть получено реакцией металлического европия в потоке аммиака в корундовых лодочках в трубках из плавленого кварца при температуре 700 °C[32]:
В данной реакции европий окисляется, а водород в аммиаке восстанавливается. Нитрид европия(III) проявляет парамагнетизм Ван Влека[англ.][33] и кристаллизуется в структуре каменной соли[34][35]. Тонкие плёнки редкоземельных нитридов, в том числе нитрида европия(III), склонны к образованию оксидов в присутствии кислорода[36]. Фосфид европия(III) получают из реакции раствора металлического европия в жидком аммиаке с фосфином при температуре −78 °C. При этом выделяется водород и вначале образуется Eu(PH2)2, но затем он разлагается на EuP и PH3[37][38].
Кристаллизуется кубически, как хлорид натрия[39]. Чистый фосфид европия(III) также демонстрирует парамагнетизм Ван Влека[40]. Диарсенид европия(II) (Eu2As2), уникален тем, что содержит ион As2−2 вместо иона As3-, в отличие от других арсенидов лантаноидов. Он кристаллизуется в искажённой структуре пероксида натрия, подобно арсениду никеля, и получается в результате реакции европия и мышьяка при температуре 600 °C[41][42]. Известны также другие арсениды, антимониды и висмутиды европия[43][44][45].
Бис(тетраизопропилоцен) европия — оранжево-красное твёрдое вещество c температурой плавления 165 °C[47]. Комплекс циклононатетраена[англ.] и европия(II), который может быть приготовлен аналогичным способом, в толуольном растворе флуоресцирует сине-зелёным цветом при 516 нм с явным синим смещением по сравнению с другими органическими комплексами европия(II) с длиной волны при флуоресценции около 630 нм) [48]:
.
Помимо получения европийорганических соединений по реакции ионного обмена, металлический европий также может непосредственно участвовать в других реакциях, например, взаимодействие европия с пентаметилциклопентадиеном[англ.] приводит к образованию светло-оранжевого бис(пентаметилциклопентадиена) европия[47], а реакция между циклооктатетраеном и европием даёт бледно-зелёный циклооктатетраен европия[49].
Сульфат европия(III) может быть непосредственно получен реакцией оксида европия(III) с разбавленной серной кислотой в виде гидрата, дегидратация которого позволяет получить безводную форму. Сульфат европия(III) растворим в воде, растворимость его октагидрата составляет 2,56 г при 20 °C[51]. Известны кристаллогидраты сульфита европия(III) (Eu2(SO3)3 · nH2O,n = 0, 3, 6[52]) и его осно́вной соли (EuOHSO3 · 4H2O[53]); при нагревании сульфита в атмосфере монооксида углерода сначала происходит его дегидратация с получением безводной формы, далее стадии образования Eu2O2SO4, и в заключении образуется оксисульфид Eu2O2S[54].
Гидроксид европия(II) получают при реакции металлического европия с концентрированным раствором гидроксида натрия в инертной среде[9]:
Гидроксид европия(III) можно получить реакцией европия с водой или реакцией нитрата европия(III) с гексаметилентетрамином при 95 °C или с гидроксидом аммония[56][57]. Нитрат европия(III) также получают с использованием реакции оксида европия(III) с азотной кислотой и дальнейшей кристаллизации; полученные кристаллы сушат над 45—55 % серной кислотой, что приводит к получению гексагидрата[58].
Безводная форма гидроксида европия(III) может быть получена реакцией оксида европия и тетраоксида диазота, а при этом нагревании гидрата позволяет получить только основную соль EuONO3[59]. Фосфат европия(III) получают реакцией хлорида европия(III) и гидрофосфата аммония (или оксида европия(III) и 5 М фосфорной кислоты[60]) в результате которой моногидрат EuPO4 выпадает из раствора в виде белого осадка. EuPO4· H2O с гексагональной сингонией теряет воду при 600–800 °C и превращается в моноклинный безводный фосфат европия(III)[61]. Оксид европия(III) реагирует с оксидом мышьяка(V) с получением арсената европия(III)[англ.], который представляет собой бесцветные кристаллы со структурой ксенотима[62].
Применение
Соединения Eu3+ при возбуждении могут излучать красный свет. Например, оксид европия(III) используется в телевизионных трубках[63], а легированный европием оксисульфид иттрия (Y2O2S:Eu3+) — в качестве люминофора[64]. Кроме того, чернила, содержащие комплексные соединения европия(III), бесцветные в видимом свете, но флуоресцирующие красным цветом под действием ультрафиолета, могут применяться для скрытой маркировки товаров с целью борьбы с различного вида подделками[65].
Тонкие слои оксида европия(II), нанесённые на кремний, изучаются на предмет их использования в качестве спиновых фильтров. Материалы спиновых фильтров пропускают только электроны определённого спина, блокируя электроны противоположного спина[66]. Интерес к синтезу оксида европия(II), а также сульфида европия(II) обусловлен потенциалом их применения в качестве материалов окон лазеров, изолирующих ферромагнитов, ферромагнитных полупроводников, а также магнитостойких, оптомагнитных и люминесцентных материалов[67][68]. Сульфид европия(II) использовался в эксперименте, в котором были получены доказательства существования фермионов Майораны, имеющих отношение к квантовым вычислениям и производству кубитов[69].
↑Rybak, Jens-Christoph; Hailmann, Michael; Matthes, Philipp R.; Zurawski, Alexander; Nitsch, Jörn; Steffen, Andreas; Heck, Joachim G.; Feldmann, Claus; Götzendörfer, Stefan; Meinhardt, Jürgen; Sextl, Gerhard; Kohlmann, Holger; Sedlmaier, Stefan J.; Schnick, Wolfgang; Müller-Buschbaum, Klaus (29 April 2013). "Metal–Organic Framework Luminescence in the Yellow Gap by Codoping of the Homoleptic Imidazolate ∞3[Ba(Im)2] with Divalent Europium". Journal of the American Chemical Society. 135 (18): 6896—6902. doi:10.1021/ja3121718. PMID23581546.
↑ 123H. Baernighausen. Lattice constants and space group of the isotypic compounds Eu(OH)2·H2O, Sr(OH)2·H2O, and Ba(OH)2·H2O. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1966. 342 (5-6): 233-239. ISSN: 0044-2313.
↑Ahn, Kyunghan; Pecharsky, A. O.; Gschneidner, K. A.; Pecharsky, V. K. (2005). "Preparation, heat capacity, magnetic properties, and the magnetocaloric effect of EuO". Journal of Applied Physics. 97 (6): 063901–063901–5. Bibcode:2005JAP....97f3901A. doi:10.1063/1.1841463. ISSN0021-8979.
↑Batsanov, S. S.; Deribas, A. A.; Kustova, G. N. Reaction of rare earth metal oxides with water. Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 1967. 12 (9): 2283-2286. ISSN0044-457X.
↑Kuzmina, N. P.; Ivanov, R. A.; Paramonov, S. E.; Martynenko, L. I. Volatile lanthanide diethyldithiocarbamates as precursors for lanthanide sulfide film deposition. Proceedings - Electrochemical Society, 1997. 97 (25). 880-885. ISSN0161-6374.
↑Grizik, A. A.; Eliseev, A. A.; Borodulenko, G. P.; Tolstova, V. A. Low-temperature form of Ln2S3 (Ln = europium, samarium, or gadolinium). Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 1977. 22 (2): 558-559. ISSN0044-457X.
↑Roméro, Stéphane; Mosset, Alain; Trombe, Jean-Christian; Macaudière, Pierre (1997). "Low-temperature process of the cubic lanthanide sesquisulfides:remarkable stabilization of the γ-Ce2S3 phasei". Journal of Materials Chemistry. 7 (8): 1541—1547. doi:10.1039/a608443e. ISSN0959-9428.
↑Llanos, J; Sánchez, V; Mujica, C; Buljan, A (2002). "Synthesis, physical and optical properties, and electronic structure of the rare-earth oxysulfides Ln2O2S (Ln=Sm, Eu)". Materials Research Bulletin. 37 (14): 2285—2291. doi:10.1016/S0025-5408(02)00936-4. ISSN0025-5408.
↑Sadovskaya, O. A.; Yarembash, E. I.; Eliseev, A. A. Europium oxychalcogenides. Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Neorganicheskie Materialy, 1974. 10 (11): 2076-2077. ISSN0002-337X.
↑Markku Leskela. Thermal stability and infrared absorption spectrum of europium oxyselenide (Eu2O2Se). Finnish Chemical Letters, 1980 (6): 173-176. ISSN0303-4100.
↑Kent, Richard A.; Eick, Harry A. (1962). "The Preparation and Properties of Some Lanthanum(III) Monotelluroöxides". Inorganic Chemistry. 1 (4): 956—958. doi:10.1021/ic50004a061. ISSN0020-1669.
↑ 12Howell, J.K.; Pytlewski, L.L. (August 1969). "Synthesis of divalent europium and ytterbium halides in liquid ammonia". Journal of the Less Common Metals. 18 (4): 437—439. doi:10.1016/0022-5088(69)90017-4.
↑Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. p. 1706, ISBN 0-12-352651-5.
↑Emel'yanov, V. I.; Kuznetsova, L. I.; Abramova, L. V.; Ezhov, A. I. Systems Eu2O3-HI-H2O and EuI3-HI-H2O at 25°C. Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 1997. 42(8): 1394-1396.
↑Giacomo Bruzzone, Assunta Ferro Ruggiero, Giorgio L. Olcese (1964), Sul comportamento di ittrio, europio e itterbio nei composti MX con i metalloidi del V e VI gruppo., vol. 36, Atti della Accademia Nazionale dei Lincei, Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali, Rendiconti, pp. 66—69{{citation}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
↑K. E. Mironov, G. P. Brygalina, V. N. Ikorskii (1974), Magnetism of europium phosphides, vol. 1, Proc. Rare Earth Res. Conf., 11th, pp. 105—114{{citation}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
↑A. Iandelli; E. Franceschi (1973). "On the crystal structure of the compounds CaP, SrP, CaAs, SrAs and EuAs". Journal of the Less Common Metals (англ.). 31 (2): 211—216. doi:10.1016/0022-5088(73)90107-0.
↑S. Ono; F.L. Hui; J.G. Despault; L.D. Calvert; J.B. Taylor (1971). "Rare-earth pnictides: The arsenic-rich europium arsenides". Journal of the Less Common Metals (англ.). 25 (3): 287—294. doi:10.1016/0022-5088(71)90152-4.
↑ 123Sitzmann, Helmut; Dezember, Thomas; Schmitt, Oliver; Weber, Frank; Wolmershäuser, Gotthelf; Ruck, Michael (2000). "Metallocenes of Samarium, Europium, and Ytterbium with the Especially Bulky Cyclopentadienyl Ligands C5H(CHMe2)4, C5H2(CMe3)3, and C5(CHMe2)5". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 626 (11): 2241—2244. doi:10.1002/1521-3749(200011)626:11<2241::AID-ZAAC2241>3.0.CO;2-0. ISSN0044-2313.
↑Kawasaki, Kenshiro; Sugiyama, Rion; Tsuji, Takashi; Iwasa, Takeshi; Tsunoyama, Hironori; Mizuhata, Yoshiyuki; Tokitoh, Norihiro; Nakajima, Atsushi (2017). "A designer ligand field for blue-green luminescence of organoeuropium(ii) sandwich complexes with cyclononatetraenyl ligands". Chemical Communications. 53 (49): 6557—6560. doi:10.1039/C7CC03045B. ISSN1359-7345. PMID28524187.
↑Tsuji, Takashi; Hosoya, Natsuki; Fukazawa, Suguru; Sugiyama, Rion; Iwasa, Takeshi; Tsunoyama, Hironori; Hamaki, Hirofumi; Tokitoh, Norihiro; Nakajima, Atsushi (2014). "Liquid-Phase Synthesis of Multidecker Organoeuropium Sandwich Complexes and Their Physical Properties". The Journal of Physical Chemistry C. 118 (11): 5896—5907. doi:10.1021/jp4108014. ISSN1932-7447.
↑Koskenlinna, Markus; Niinisto, Lauri. Lanthanoid sulfites. III. Preparation and properties of two isomorphous series of lanthanoid sulfite hydrates. Finnish Chemical Letters, 1975. (3-4): 83-88. ISSN0303-4100.
↑McCoy, Herbert N. (1939). "The Salts of Europium". Journal of the American Chemical Society. 61 (9): 2455—2456. doi:10.1021/ja01878a055. ISSN0002-7863.
↑Leskelä, Markku; Niinistö, Lauri (1980). "Thermal decomposition of europium sulfite trihydrate in carbon monoxide". Thermochimica Acta. 37 (2): 125—130. doi:10.1016/0040-6031(80)80032-3. ISSN0040-6031.
↑Zhao, Fei; Sun, Hao-Ling; Su, Gang; Gao, Song (2006). "Synthesis and Size-Dependent Magnetic Properties of Monodisperse EuS Nanocrystals". Small. 2 (2). Wiley: 244—248. doi:10.1002/smll.200500294. ISSN1613-6810. PMID17193029.
↑Wenzel, T.J.; Ciak, J.M.; "Europium, tris(6,6,7,7,8,8,8-heptafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octanedianato)" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2004. John Wiley & Sons, Ltd. doi:10.1002/047084289X.rn00449