Самарій

Самарій (Sm)
Атомний номер	62
Зовнішній вигляд простої речовини	рідкоземельний сріблястий метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)	150,36 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома	181 пм
Енергія іонізації (перший електрон)	540,1(5,60) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація	[Xe] 4f6 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус	162 пм
Радіус іона	(+3e) 96,4 пм
Електронегативність (за Полінгом)	1,17
Електродний потенціал	Sm←Sm3+ -2,30В Sm←Sm2+ -2,67В
Ступені окиснення	3, 2
Термодинамічні властивості
Густина	7,520 г/см³
Питома теплоємність	0,180 Дж/(K моль)
Теплопровідність	(13,3) Вт/(м К)
Температура плавлення	1350 K
Теплота плавлення	8,9 кДж/моль
Температура кипіння	2064 K
Теплота випаровування	165 кДж/моль
Молярний об'єм	19,9 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки	ромбоедрична
Період ґратки	9,000 Å
Відношення c/a	n/a
Температура Дебая	166,00 K
Періодична система елементів H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Самарій - хімічний елемент з атомним номером 62, лантаноїд.

Самарій у ампулі в атмосфері аргону

Символ Sm, ат. н. 62; ат. м. 150,36. Сріблястий м'який метал; належить до лантаноїдів. Густина С. 7536 кг/м³, t_плав 1072 °C, t_кип 1800 °C. Вміст С. в земній корі 8•10^-4 % (мас).

Історія

Про історію відкриття самарію існує деклька версій:

1. У 1853 році швейцарський хімік Жан Шарль Галісард Маріньяк виявив його за адсорбційними лініями у спектрі дідимоксиду. У 1879 самарій виділив Лекок де Буабодран з мінералу самарськіту ((Y,Ce,U,Fe)₃(Nb,Ta,Ti)₅O₁₆).
2. У 1878 швейцарський хімік Марк Делафонтен відкрив самарій теж у Дідимоксиді і спочатку назвав його Деціум. У 1881 знаходить Делафонтен у ізольованому ним деціумі ще один елемент.
3. Лекок де Буабодран повторює спектроскопічно відкриття самарію зроблене Маріньяком у 1853, однак на цей раз вже чистого елементу.
4. У 1901 році французький хімік Ежен Анатоль Демарсе зумів виділити два оксиди самарію.

У 1903 році німецький хімік Вільгельм Мутман добуває самарій електролізом.

Походження назви

Назва походить від мінералу самарськіту, який дав вченим на аналіз російський гірничий інспектор В. Е. Самарський-Биховець.

Розповсюдження

Як і всі інші рідкісноземельні елементи, присутній у багатьох мінералах (монацит, бастнезит, лопарит, самарськіт і інш.).

Отримання

Одержують С. лантанотермічним відновленням SmF₃ з подальшою вакуумною дистиляцією. Виходячи від мінералів Бастнезит та Монацит за допомогою іонного обміну або екстракції проходить відділення рідкісноземельних елементів. На останньому етапі відновлюють самарій із оксиду за допомогою лантану і закінчують процес сублімацією чистого самарію.

Використання

С. додають до скла, яке застосовують для захисту від нейтронного випромінювання. Сполуки С. застосовують у світлотехніці.

Хімічні властивості

Самарій повільно, а при температурі вище 150 °C активно реагує з киснем повітря з утворенням самарій(ІІІ) оксиду:

4Sm + 3O₂ → 2 Sm₂O₃

Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду:

2Sm (тв) + 6 H₂O (р) → 2 Sm(OH)₃ (aq) + 3 H₂ (г)

Самарій реагує з галогенами:

2Sm (тв) + 3F₂ (г) → 2 SmF₃ (тв) [сіль білого кольору ]

2Sm (тв) + 3Cl₂ (г) → 2 SmCl₃ (тв) [сіль жовтого кольору]

2Sm (тв) + 3Br₂ (г) → 2 SmBr₃ (тв) [сіль жовтого кольору ]

2Sm (тв) + 3I₂ (г) → 2 SmI₃ (тв) [сіль оранжевого кольору ]

Sm реагує з розбавленими кислотами з утворенням Sm(III) іону який забарвлює розчин у жовтий колір (існує як [Sm(OH₂)₉]³⁺ аква-комплекс)

2 Sm (тв) + 3 H₂SO₄ (aq) → 2 Sm³⁺ (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H₂ (г)

Самарій один з небагатьох рідкісноземельних металів, що може проявляти ступінь окислення +2. У водному розчині акваіони Sm²⁺ мають червоний колір.

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет - Донецьк:»Вебер», 2008. – 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
• Гірничий енциклопедичний словник: в 3 т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2001—2004. ISBN 966-7804-19-4

Посилання

Самарій на webelements.com (англ.)