Սամարիում

Սամարիում (լատին․՝ Samarium) քիմիական տարր է, որի նշանն է Sm, տարրերի պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության, 3-րդ խմբի տարր։ Հազվագյուտ հողային տարր է՝ լանթանիդ։ Կարգահամարը՝ 62, ատոմական զանգվածը՝ 150,4։ f տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s²4p⁶4d¹⁰4f⁶5s²5p⁶6s², K, L, M թաղանթները լրացված են։

62 Պրոմեթիում ← Սամարիում → Եվրոպիում Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 62Sm
Սպիտակ արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Սամարիում / Samarium (Sm), Sm, 62
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	150,36(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Xe] 4f6 6s2
Ատոմի շառավիղ	181 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	162 պմ
Իոնի շառավիղ	(+3e) 96,4 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	1,17 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	Sm←Sm3+ −2,30 В Sm←Sm2+ −2,67 В
Օքսիդացման աստիճաններ	3, 2
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	540,1 (5,60) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	1350 Կ
Եռման ջերմաստիճան	2064 Կ
Մոլյար ջերմունակություն	29,5[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	19,9 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	ռոմբաեդրիկ
Բյուրեղացանցի տվյալներ	aH=3,621 cH=26,25
C/a հարաբերություն	7,25
Դեբայի ջերմաստիճան	166 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) (13,3) Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

62	Սամարիում
Sm 150,36
4f66s2

Պատմություն

Սամարիումը հայտնաբերել է (1879) ֆրանսիացի քիմիկոս Պ․ Է․ Լեկոք դը Բուաբոդրանը, ուրալյան սամարսկիա ((Y,Ce,U,Fe)₃(Nb,Ta,Ti)₅O₁₆) միներալում, որտեղից էլ՝ սամարիում անվանումը։ 1847 թվականին այս միներալը անվանվել է ռուսական լեռնային ինժեներ Վ. Ե. Սամար-Բիխովցի պատվին։ Մաքուր մետաղական սամարիումը ստացվել է 20-րդ դարի սկզբին։

Բնության մեջ

Սամարիումի պարունակությունը երկրակեղևում 7,0 10⁻⁴ % է, օվկիանոսի ջրում՝ 1,7×10⁻⁶ մգ/լ^[3]։ Ուղեկցում է լանթանիդներին՝ մոնացիտ և բաստնեզիտ միներալները պարունակում են 0,7-1,3% սամարիում (Sm₂Օ)։

Հանքավայրեր

Սամարիումը մտնում է լանթանիդների կազմի մեջ, որոնք հիմանականում հանդիպում են՝ ԱՄՆ-ում, Ղազախստանում, Ռուսաստանում, Ուկրաինայում, Ավստրալիայում, Բրազիլիայում, Հնդկաստանում^[4]

Իզոտոպներ

Բնական սամարիումը բաղկացած է ¹⁴⁰Sm, ¹⁴⁴Sm(3,09% ), ¹⁴⁸Sm( 11,27%), ¹⁴⁹Sm (13,82%), ¹⁵⁰Sm (7․47%), ¹⁵²Sm (26,63%), ¹⁵⁴Sm(22,53%) կայուն և ¹⁴⁷Sm (15,07 %, T_1/2 = 1,3•10¹¹ տարի) ռադիոակտիվ իզոտոպներից։

Արհեստական ճանապարհով ստացվել են 141-157 զանգվածի թվերով սամարիումի տասը ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնցից կարևոր են ¹⁴⁶Sm (α, T_1/2= =5•10¹¹ տարի) և ¹⁵¹Sm (β, T_1/2 = 93 տարի)։

Միացություններ

Բանաձև	Գույն	սիմետրիա	Ծավալային խումբ	Ոչ	Փերսոնի սիմվոլ	a (pm)	b (pm)	c (pm)	Z	խտություն, գ/սմ3
Sm	արծաթափայլ	Եռանկյուն[5]	R3m	166	hR9	362.9	362.9	2621.3	9	7.52
Sm	արծաթափայլ	վեցանկյուն	P63/mmc	194	hP4	362	362	1168	4	7.54
Sm	արծաթափայլ	քառանկյուն[6]	I4/mmm	139	tI2	240.2	240.2	423.1	2	20.46
SmO	ոսկեգույն	խորանարդ[7]	Fm3m	225	cF8	494.3	494.3	494.3	4	9.15
Sm2O3		եռանկյուն[8]	P3m1	164	hP5	377.8	377.8	594	1	7.89
Sm2O3		մոնոցիկլիկ	C2/m	12	mS30	1418	362.4	885.5	6	7.76
Sm2O3		խորանարդ[9]	Ia3	206	cI80	1093	1093	1093	16	7.1
SmH2		խորանարդ[10]	Fm3m	225	cF12	537.73	537.73	537.73	4	6.51
SmH3		վեցանկյուն[11]	P3c1	165	hP24	377.1	377.1	667.2	6
Sm2B5	մոխրագույն	մոնոցիկլիկ[12]	P21/c	14	mP28	717.9	718	720.5	4	6.49
SmB2		վեցանկյուն[13]	P6/mmm	191	hP3	331	331	401.9	1	7.49
SmB4		քառանկյուն[14]	P4/mbm	127	tP20	717.9	717.9	406.7	4	6.14
SmB6		խորանարդ[15]	Pm3m	221	cP7	413.4	413.4	413.4	1	5.06
SmB66		խորանարդ[16]	Fm3c	226	cF1936	2348.7	2348.7	2348.7	24	2.66
Sm2C3		խորանարդ[17]	I43d	220	cI40	839.89	839.89	839.89	8	7.55
SmC2		քառանկյուն[17]	I4/mmm	139	tI6	377	377	633.1	2	6.44
SmF2	մանուշակագույն	խորանարդ[18]	Fm3m	225	cF12	587.1	587.1	587.1	4	6.18
SmF3	սպիտակ	օրթոռոմբիկ	Pnma	62	oP16	667.22	705.85	440.43	4	6.64
SmCl2	դարչնագույն[19]	օրթոռոմբիկ[20]	Pnma	62	oP12	756.28	450.77	901.09	4	4.79
SmCl3	դեղին[19]	վեցանկյուն[18]	P63/m	176	hP8	737.33	737.33	416.84	2	4.35
SmBr2	դարչնագույն	օրթոռոմբիկ[21]	Pnma	62	oP12	797.7	475.4	950.6	4	5.72
SmBr3	դեղին օրթոռոմբիկ	orthorhombic[22]	Cmcm	63	oS16	404	1265	908	2	5.58
SmI2	կանաչ[19]	մոնոցիկիլի	P21/c	14	mP12
SmI3	նարնջագույն[19]	եռանկյուն[23]	R3	63	hR24	749	749	2080	6	5.24
SmN		խորանարդ[24]	Fm3m	225	cF8	357	357	357	4	8.48
SmP		խորանարդ[25]	Fm3m	225	cF8	576	576	576	4	6.3
SmAs		խորանարդ[26]	Fm3m	225	cF8	591.5	591.5	591.5	4	7.23

Ստացում

Մետաղական սամարիումը ստանում են օքսիդը լանթանով վերականգնելով։

Գներ

1 կգ մաքուր՝ 99-99,9 %, սամարիումի գինը կազմում է մոտ 50-60 դոլլար։

2014 թվականին 25 գրամ մաքուր՝ 99,9 %, սամարիումը հնարավոր է եղել գնել 75 եվրոյով։

Ֆիզիկական հատկություններ

Սպիտակ արծաթափայլ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1072 °C, եռմանը՝ 1800 °C, խտությունը՝ 7536 կգ/մ³։ Քիմիապես ակտիվ է, օդում պատվում է օքսիդի մոխրագույն շերտով։ Միացություններում ցուցաբերում է +3, հազվադեպ՝ +2 օքսիդացման աստիճաններ։

Քիմիական հատկություններ

Սամարիումի սուլֆատ Sm₂(SO₄)₃

Օդում այրվում է՝ առաջացնելով սամարիումի (III) օքսիդը։ Sm₂O₃-ը և համապատասխան հիդրօքսիդը՝ Sm(OH)₃ ջրում չեն լուծվում։

${\displaystyle \mathrm {2Sm+6H_{2}O\longrightarrow 2Sm(OH)_{3}+3H_{2}} }$

300-400 °C-ում սամարիումը միանում է ջրածնի, 1100 °C-ում՝ ազոտի հետ, առաջացնելով հիդրիդ՝ SmH₂ և նիտրիդ՝ SmN։

Միանում է հալոգենների, հալկոգենների, ածխածնի, ֆոսֆորի հետ։

${\displaystyle \mathrm {2Sm+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2Sm^{3+}+3SO_{4}^{2-}+3H_{2}} }$

Բազմաթիվ մետաղների հետ միահալելիս, առաջացնում է ներմետաղական միացություններ։ Սամարիումի (III) աղերը դեղին են։

Կիրառություն

SmCos բաղադրության համաձուլվածքն օգտագործվում է ռադիոէլեկտրոնիկայում և միկրոէլեկտրոնիկայում գերհզոր մագնիսներ պատրաստելու համար են։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ