Samarium

Samarium
62 Sm
- ↑ Sm ↓ Pu Tableau p??riodique promethium ← → samarium europium
Apparence
blanc argent??
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	samarium, Sm, 62
Prononciation	/ s ə m ɛər Je ə m / sə- MAIR -ee-əm
??l??ment Cat??gorie	lanthanides
Groupe, p??riode, bloc	n / a, 6, fa
Poids atomique standard	150,36
Configuration ??lectronique	[ Xe ] 4f 6s 2 6 2, 8, 18, 24, 8, 2
Histoire
D??couverte	Lecoq de Boisbaudran (1879)
Premier isolement	Lecoq de Boisbaudran (1879)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	7,52 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	7,16 g ?? cm -3
Point de fusion	1345 K , 1072 ?? C, 1962 ?? F
Point d'??bullition	2067 K, 1794 ?? C, 3261 ?? F
La chaleur de fusion	8,62 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	165 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	29,54 J ?? mol -1 ?? K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 1001 1106 1240 (1421) (1675) (2061)
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	4, 3, 2, 1 (L??g??rement oxyde de base)
??lectron??gativit??	1,17 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation	1er: 544,5 kJ ?? mol -1
	2??me: 1070 kJ ?? mol -1
	3??me: 2260 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	180 h
Rayon covalente	198 ?? 20 heures
Miscellan??es
Crystal structure	rhombo??drique
Ordre magn??tique	paramagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	( rt) (α, poly) 0,940 μΩ ?? m
Conductivit?? thermique	13,3 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	( rt) (α, poly) 12,7 um / (m ?? K)
Vitesse du son (tige mince)	(20 ?? C) 2,130 m ?? s -1
Le module d'Young	(Formulaire de α) 49,7 GPa
Module de cisaillement	(Formulaire de α) 19,5 GPa
Module Bulk	(Formulaire de α) 37,8 GPa
Coefficient de Poisson	(Formulaire de α) 0,274
Duret?? Vickers	412 MPa
Duret?? Brinell	441 MPa
Num??ro de registre CAS	7440-19-9
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de samarium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 144 Sm 3,07% 144 Sm est stable avec 82 neutrons 145 Sm syn 340 d ε - 145 Pm 146 Sm trace 1,03 ?? 10 8 y α 2,529 142 Nd 147 Sm 14,99% 1,06 ?? 10 11 y α 2,310 143 Nd 148 Sm 11,24% 7 ?? 10 15 y α 1,986 144 Nd 149 Sm 13,82% > 2 ?? 10 15 y α 1,870 145 Nd 150 Sm 7,38% 150 Sm est stable avec 88 neutrons 151 Sm syn 90 y β - - 151 Eu 152 Sm 26,75% 152 Sm est stable avec 90 neutrons 153 Sm syn 46,284 h β - - 153 Eu 154 Sm 22,75% > 2,3 ?? 10 18 y β - β - 1,2510 154 Gd

Le samarium est un ??l??ment chimique avec le symbole Sm et le num??ro atomique 62. Ce est un argent?? mod??r??ment dure m??tal qui se oxyde facilement dans l'air. ??tre un membre typique de la lanthanides s??rie, le samarium assume g??n??ralement le degr?? d'oxydation +3. Les compos??s de samarium (II) sont ??galement connus, notamment le monoxyde SMO monochalcog??nures SMS, SMSE et SMTE, ainsi que samarium (II) d'iodure. Le dernier compos?? est un commune agent r??ducteur dans synth??se chimique. Samarium n'a aucun r??le biologique significatif et ne est que l??g??rement toxique.

Samarium a ??t?? d??couvert en 1879 par le chimiste fran??ais Paul ??mile Lecoq de Boisbaudran et nomm?? d'apr??s le min??ral samarskite ?? partir duquel il a ??t?? isol??. Le min??ral se ??tait pr??c??demment nomm?? d'apr??s un fonctionnaire de la mine de Russie, le colonel Vasili Samarsky-Bykhovets qui devient ainsi la premi??re personne ?? avoir un ??l??ment chimique qui porte son nom, quoique indirectement. Bien que class?? comme un ??l??ment des terres rares, le samarium est l'??l??ment le plus abondant dans la cro??te 40e de la Terre et est plus fr??quente que les m??taux tels que l'??tain . Samarium se produit avec une concentration jusqu'?? 2,8% dans plusieurs min??raux dont cerite, gadolinite, samarskite, monazite et bastn??site, les deux derniers ??tant des sources commerciales les plus courantes de l'??l??ment. Ces min??raux se trouvent principalement dans la Chine , le Royaume-Unis , le Br??sil , l'Inde , le Sri Lanka et l'Australie ; La Chine est de loin le leader mondial dans le secteur minier de samarium et de la production.

L'application commerciale majeure de samarium est en aimants samarium-cobalt, qui ont aimantation permanente secondes seulement aimants en n??odyme; Cependant, les compos??s de samarium peuvent r??sister ?? des temp??ratures nettement plus ??lev??es, au-dessus de 700 ?? C, sans perdre leurs propri??t??s magn??tiques. Le radioactive isotope samarium-153 est le composant majeur de la drogue samarium ⁽¹⁵³ Sm) lexidronam (Quadramet), qui tue les cellules canc??reuses dans le traitement de cancer du poumon , cancer de la prostate, cancer du sein et ost??osarcome. Un autre isotope, samarium-149, est une forte neutrons absorbeur et est donc ajout?? ?? la des barres de commande les r??acteurs nucl??aires. Il est ??galement form?? en tant que produit de d??composition au cours du fonctionnement du r??acteur et est l'un des facteurs importants pris en compte dans la conception et le fonctionnement du r??acteur. D'autres applications de samarium incluent la catalyse de r??actions chimiques , datation et une radioactifs Laser ?? rayons X.

Propri??t??s physiques

Le samarium est un m??tal des terres rares ayant la duret?? et la densit?? similaires ?? ceux de zinc . Avec le point de 1794 ?? C d'??bullition, le samarium est la troisi??me lanthanides plus volatile apr??s l'ytterbium et l'europium ; cette propri??t?? facilite la s??paration de samarium du minerai. Dans des conditions ambiantes, le samarium assume normalement un la structure trigonale (forme de α). Lors du chauffage ?? 731 ?? C, sa sym??trie cristalline se transforme en hexagonale compacte (hcp), mais la temp??rature de transition d??pend de la puret?? du m??tal. Un chauffage suppl??mentaire ?? 922 ?? C transforme le m??tal dans un (BCC) cubique phase centr??e sur le corps. Chauffage ?? 300 ?? C combin??e ?? la compression ?? 40 R??sultats de kbar dans une structure serr??e double hexagonale (DHCP). En appliquant une pression ??lev??e de l'ordre de centaines ou de milliers de kilobars induit une s??rie de transformations de phase, en particulier avec un phase t??tragonale apparaissant ?? environ 900 kbar. Dans une ??tude, la phase DHCP peut ??tre produite sans compression en utilisant un r??gime de recuit de non-??quilibre ?? un changement rapide de temp??rature comprise entre environ 400 et 700 ?? C, ce qui confirme le caract??re transitoire de cette phase de samarium. En outre, des films minces de samarium obtenus par d??p??t en phase vapeur peuvent contenir le HCP ou DHCP phases dans les conditions ambiantes.

Samarium (et son sesquioxyde) sont paramagn??tique ?? temp??rature ambiante. Les moments magn??tiques effectifs correspondants, ci-dessous 2 μ _B, sont la 3??me plus bas parmi les lanthanides (et leurs oxydes) apr??s lanthane et lut??cium. Le m??tal se transforme en un ??tat antiferromagn??tique lors du refroidissement ?? 14,8 K. individuelle atomes de samarium peut ??tre isol?? en les encapsulant dans mol??cules de fuller??ne. Ils peuvent ??galement ??tre dop??es entre les mol??cules _de C ₆₀ dans la fuller??ne solide, rendant supraconducteurs ?? des temp??ratures inf??rieures ?? 8 K. dopage de samarium supraconducteurs ?? base de fer - la classe la plus r??cente de supraconducteurs ?? haute temp??rature - permet de renforcer leur temp??rature de transition ?? 56 K, qui est la valeur la plus ??lev??e accomplis jusqu'ici dans cette s??rie.

Propri??t??s chimiques

Samarium fra??chement pr??par?? a un ??clat argent??. Dans l'air, il se oxyde lentement ?? temp??rature ambiante et se enflamme spontan??ment ?? 150 ?? C . M??me lorsqu'il est conserv?? dans une huile min??rale, oxyde de samarium et d??veloppe progressivement une poudre gris-jaune de la Oxyde hydroxyde m??lange ?? la surface. L'aspect m??tallique d'un ??chantillon peut ??tre conserv?? par scellement sous un gaz inerte tel que l' argon .

Samarium est assez ??lectropositive et r??agit lentement avec l'eau froide et assez rapidement avec de l'eau chaude pour former l'hydroxyde de samarium:

2 Sm (s) + 6 H ₂ O (l) 2 → Sm (OH) ₃ (aq) + 3 H ₂ (g)

Samarium se dissout facilement dans dilu??e d'acide sulfurique pour former des solutions contenant le jaune p??le Sm (III) des ions verts, qui existent en tant que [SM (OH _{2)] 9} ³⁺ complexes:

2 Sm (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) → 2 Sm ³⁺ (aq) + 3 SO 2-
4 (aq) + 3 H ₂ (g)

Samarium est l'un des rares lanthanides qui pr??sentent l'??tat d'oxydation +2. Les ions Sm ²⁺ sont rouge sang dans les solutions.

Compos??s

Oxydes

L'oxyde plus stable de samarium est le sesquioxyde de Sm ₂ O _3. Comme de nombreux autres compos??s de samarium, il existe en plusieurs phases cristallines. La forme trigonale est obtenue par refroidissement lent de la masse fondue. Le point de Sm ₂ O ₃ de fusion est plut??t ??lev?? (2345 ?? C) et donc la fusion est habituellement obtenue non pas par chauffage direct, mais avec chauffage par induction, ?? travers une bobine de radiofr??quence. Le Sm ₂ O ₃ cristaux de sym??trie monoclinique peuvent ??tre cultiv??s par le proc??d?? de fusion flamme ( Proc??d?? Verneuil) de la Sm ₂ O ₃ en poudre, qui donne boules cylindriques jusqu'?? plusieurs centim??tres de long et d'environ un centim??tre de diam??tre. Les boules sont transparents ?? l'??tat pur et sans d??faut et sont de couleur orange autrement. Le chauffage de la trigonal m??tastable Sm ₂ O ₃ ?? 1900 ?? C convertit en la phase monoclinique plus stable. Cubique de Sm ₂ O ₃ a ??galement ??t?? d??crite.

Samarium est l'un des rares lanthanides qui forment un oxyde, SMO. Ce compos?? jaune d'or brillant a ??t?? obtenu par r??duction de Sm ₂ O _{3, de} samarium m??tallique ?? temp??rature ??lev??e (1000 ?? C) et pression sup??rieure ?? 50 kbars; l'abaissement de la pression conduit ?? une r??action incompl??te. SmO a la structure de r??seau cubique sel gemme.

Chalcogenides

Samarium forme trivalent sulfure, s??l??niure et tellurure. Bivalents chalcog??nures SMS, SMSE et SMTE avec cube structure cristalline de sel gemme sont ??galement connus. Ils sont remarquables par la conversion de semi-conducteur ?? l'??tat m??tallique ?? la temp??rature ambiante lors de l'application de la pression. Consid??rant que le passage est continu et se produit ?? environ 20 ?? 30 kbar dans SMSE et SMTE, il est brusque SMS et n??cessite seulement 6,5 kbar. Cet effet r??sulte de changement de couleur spectaculaire dans SMS du noir au jaune d'or lorsque ses cristaux de films sont ray??s ou poli. La transition ne change pas la sym??trie de r??seau, mais il existe une forte baisse (~ 15%) dans le volume du cristal. Il montre hyst??r??sis, ce est lorsque la pression est rel??ch??e, SMS revient ?? l'??tat semi-conducteur ?? beaucoup de pression inf??rieure d'environ 0,4 kbar.

Halog??nures

Samarium m??tal r??agit avec tous les halog??nes X = F, Cl, Br ou I, formant des trihalog??nures:

2 Sm (s) + 3 X ₂ (g) → 2 SMX ₃ (s)

Leur r??duction suppl??mentaire avec samarium, de lithium ou de sodium m??taux ?? des temp??ratures ??lev??es (environ 700 ?? 900 ?? C) donne dihalog??nures. Le diiodure peut ??galement ??tre pr??par?? en chauffant SmI _3, ou en faisant r??agir le m??tal avec du 1,2-diiodo??thane dans anhydre t??trahydrofuranne ?? temp??rature ambiante:

Sm (s) + ICH ₂ CH ₂ I → SmI ₂ + CH ₂ = CH _2.

En plus de dihalog??nures, la r??duction produit ??galement de nombreux halog??nures de samarium non stoechiom??triques avec une structure cristalline bien d??finie, comme Sm ₃ F _7, Sm ₁₄ F _33, F _{64 27} Sm, Sm ₁₁ Br _24, Sm ₅ Br ₁₁ et Sm ₆ Br _13.

Comme indiqu?? dans le tableau ci-dessus, les halog??nures samarium changent leurs structures cristallines quand un type d'atomes halog??nures est substitu?? ?? un autre, ce qui est un comportement rare pour la plupart des ??l??ments (par exemple actinides). Beaucoup halog??nures ont deux grandes phases de cristal pour une composition, une ??tant significativement plus stable et une autre ??tant m??tastable. Celui-ci est form?? lors de la compression ou de chauffage, suivi d'une trempe ?? des conditions ambiantes. Par exemple, en comprimant le samarium monoclinique diiodure d'habitude et lib??rant les r??sultats de pression dans un PbCl ₂ de type structure orthorhombique (densit?? 5,90 g / cm ^3), et les r??sultats du traitement de fa??on semblable dans une nouvelle phase de samarium triiodure (densit?? 5,97 g / cm ³⁾ .

Borures

Le frittage des poudres d'oxyde de samarium et de bore, dans le vide, on obtient une poudre contenant plusieurs phases de borure de samarium, et leur rapport en volume peut ??tre contr??l??e par la proportion de m??lange. La poudre peut ??tre convertie en cristaux plus grands d'un certain borure de samarium en utilisant arc de fusion ou techniques de fusion de la zone, en se appuyant sur les diff??rentes temp??rature de SmB ₆ (2580 ?? C), SMB ₄ (environ 2300 ?? C) et SMB ₆₆ (2150 ?? C) de fusion / cristallisation. Tous ces mat??riaux sont durs, cassants, solides gris fonc?? avec la duret?? augmentant avec la teneur en bore. Samarium diborure est trop volatile pour ??tre produite avec ces m??thodes et n??cessite haute pression (environ 65 kbar) et les basses temp??ratures entre 1140 et 1240 ?? C pour stabiliser sa croissance. L'augmentation de la temp??rature dans les formations pr??f??rentiels de SmB _6.

Samarium hexaborure

Samarium hexaborure est un compos?? interm??diaire valence typique o?? le samarium est pr??sente ?? la fois comme Sm Sm ²⁺ et ³⁺ au rapport 3: 7. Il appartient ?? une classe de Kondo isolants, ce est ?? des temp??ratures ??lev??es (sup??rieures ?? 50 K), ses propri??t??s sont typiques d'un m??tal Kondo, avec une conductivit?? ??lectrique m??tallique, caract??ris?? par la dispersion des ??lectrons forte, tandis qu'?? des temp??ratures basses, il se comporte comme un isolant non-magn??tique avec une ??troite intervalle de bande d'environ 4 ?? 14 meV. La transition m??tal-isolant induite refroidissement dans SMB ₆ est accompagn??e d'une forte augmentation de la conductivit?? thermique, culminant ?? environ 15 K. La raison de cette augmentation est que les ??lectrons eux-m??mes ne contribuent pas ?? la conductivit?? thermique ?? basse temp??rature, qui est domin?? par phonons, mais la diminution de la concentration d'??lectrons r??duit le taux de diffusion ??lectron-phonon.

Nouvelle recherche semble montrer qu'il peut ??tre un Isolant topologique.

D'autres compos??s inorganiques

Sulfate samarium, Sm ₂ (SO _{4) 3}

Samarium carbures sont pr??par??s par fusion d'un m??lange graphite-m??tal dans une atmosph??re inerte. Apr??s la synth??se, ils sont instables ?? l'air et on ??tudie ??galement sous atmosph??re inerte. Samarium monophosphure SMP est un semi-conducteur avec la bande interdite de 1,10 eV, le m??me que dans le silicium , et une conductivit?? ??lectrique ??lev??e de type n . Il peut ??tre pr??par?? par un recuit ?? 1100 ?? C d'une ampoule ?? quartz sous vide contenant des poudres mixtes de phosphore et de samarium. Le phosphore est tr??s volatil ?? des temp??ratures ??lev??es et peut exploser, donc la vitesse de chauffage doit ??tre maintenue bien en dessous de 1 ?? C / min. Une technique similaire est adopt??e pour la monarsenide SMAS, mais la temp??rature de synth??se est sup??rieure ?? 1800 ?? C.

Un grand nombre de compos??s binaires cristallins sont connus pour samarium et une de 5 ou 6 ??l??ment X du groupe 4, o?? X est Si, Ge, Sn, Pb, Sb ou Te, et les alliages m??talliques de la forme de samarium autre grand groupe. Ils sont tous pr??par??s par recuit de poudres m??lang??es des ??l??ments correspondants. Un grand nombre des compos??s r??sultants sont non stoechiom??trique et ont des compositions nominales SM _a X _b, o?? le rapport b / a varie entre 0,5 et 3.

Compos??s organom??talliques

Samarium forme un Sm cyclopentadi??nide (C ₅ H _{5) 3} et ses chloroderivatives Sm (C ₅ H _{5) 2} Cl et Sm (C ₅ H ₅₎ Cl _2. Ils sont pr??par??s par r??action avec le trichlorure de samarium NaCl ₅ H ₅ dans t??trahydrofurane. Contrairement ?? la plupart des autres cyclopentadienides lanthanides, en Sm (C ₅ H _{5) 3} C ₅ H certains ₅ anneaux combler les uns les autres en formant ^une ou des ar??tes annulaires η de vertex ² vers un autre atome de samarium voisins, en cr??ant ainsi des cha??nes polym??res. Le chloroderivative Sm (C ₅ H _{5) 2} Cl a une structure dim??re, qui est plus pr??cis??ment exprim??e en (η ⁵ -C ₅ H _{5) 2} Sm (μ-Cl) ₂ (η ⁵ -C ₅ H _{5) 2.} L??, les ponts de chlore peuvent ??tre remplac??s, par exemple, par l'iode, l'hydrog??ne ou des atomes d'azote ou par des groupes CN.

Le (C ₅ H ₅₎ ^- ion dans cyclopentadienides de samarium peut ??tre remplac?? par le indenide (C ₉ H ₇₎ ^- ou cyclooctatetraenide (C ₈ H ₈₎ ^2- anneau, r??sultant en Sm (C ₉ H _{7) 3} ou KSm (η ⁸ -C ₈ H _{8) 2.} Ce dernier compos?? a une structure similaire ?? celle de la Uranoc??ne. Il existe ??galement un cyclopentadi??nure de samarium divalent, Sm (C ₅ H _{5) 2} - d'un solide qui se sublime ?? environ 85 ?? C. Contrairement ?? ferroc??ne, les C ₅ H ₅ anneaux Sm (C ₅ H _{5) 2} ne sont pas parall??les, mais sont inclin??es par 40 ??.

Alkyles et aryles de samarium sont obtenus gr??ce ?? une r??action de m??tath??se dans du t??trahydrofuranne ou de l'??ther :

SmCl ₃ + 3 LiR → SmR ₃ + 3 LiCl

Sm (OR) ₃ + 3 LiCH (SiMe _{3) 2} → Sm {CH (SiMe _{3) 2} 3} + 3 LiOR

Ici, R est un groupe hydrocarbon?? et Me signifie un groupe m??thyle.

Isotopes

D'origine naturelle a une samarium radioactivit?? de 128 Bq / g. Il est compos?? de quatre stables isotopes : ¹⁴⁴ Sm, ¹⁵⁰ Sm, ¹⁵² et ¹⁵⁴ Sm Sm, et trois tr??s long terme radio-isotopes, ¹⁴⁷ Sm (demi-vie t _?? = 1,06 ?? 10 ¹¹ ann??es), ¹⁴⁸ Sm (7 ?? 10 ¹⁵ ann??es) et ¹⁴⁹ Sm (> 2 x 10 ¹⁵ ann??es), avec ¹⁵² Sm ??tant le plus abondant ( abondance naturelle de 26,75%). ¹⁴⁹ Sm est r??pertori?? par diverses sources que soit isotopes stables ou radioactifs.

Les isotopes ?? vie longue, ¹⁴⁶ Sm, ¹⁴⁷ Sm, et ¹⁴⁸ Sm, principalement d??sint??gration par ??mission de particules alpha ?? isotopes de n??odyme . Briquet isotopes instables de samarium principalement par d??sint??gration capture d'??lectrons aux isotopes de prom??thium , tandis que les plus lourds se convertir par d??sint??gration b??ta isotopes de l'europium .

Le la d??sint??gration alpha de ¹⁴⁷ Sm ?? ¹⁴³ Nd avec une demi-vie de 1,06 ?? 10 ¹¹ ann??es servent ?? samarium-n??odyme dating

Les demi-vies de ¹⁵¹ Sm et ¹⁴⁵ Sm ya 90 ans et 340 jours, respectivement. Tout le reste des radio-isotopes ont des demi-vies qui sont inf??rieures ?? 2 jours, et la majorit?? d'entre eux ont des demi-vies qui sont moins de 48 secondes. Samarium a aussi cinq isom??res nucl??aires avec l'??tre le plus stable ^141m Sm ( demi-vie 22,6 minutes), ^143m1 Sm (t _?? = 66 secondes) et ^139m Sm (t _?? = 10,7 secondes).

Histoire

Paul ??mile Lecoq de Boisbaudran, le d??couvreur de samarium

D??tection d'??l??ments de samarium et connexes a ??t?? annonc?? par plusieurs scientifiques dans la seconde moiti?? du 19??me si??cle; Cependant, la plupart des sources donnent la priorit?? ?? la fran??aise chimiste Paul ??mile Lecoq de Boisbaudran. Boisbaudran isol?? oxyde et / ou hydroxyde de samarium dans Paris en 1879 du min??ral samarskite ((Y, Ce, U, Fe) ₃ (Nb, Ta, Ti) ₅ O ₁₆₎ et a identifi?? un nouvel ??l??ment dans ce moyen de lignes d'absorption optique tranchants. Le chimiste suisse Marc Delafontaine a annonc?? un nouvel ??l??ment decipium (du latin : decipiens signifie ??trompeuse, fallacieuse") en 1878, mais plus tard dans 1880-1881 d??montr?? que ce ??tait un m??lange de plusieurs ??l??ments, l'un ??tant identique au samarium du Boisbaudran. Bien samarskite a ??t?? d??couvert dans la r??gion russe de distance Oural, ?? la fin des ann??es 1870, ses d??p??ts avaient ??t?? rep??r??s dans d'autres endroits qui font le min??ral disponible pour de nombreux chercheurs. En particulier, il a ??t?? constat?? que le samarium isol?? par Boisbaudran ??tait impur et contient ??galement quantit?? comparable de l'europium . L'??l??ment pur a ??t?? produit seulement en 1901 par Eug??ne Anatole Demar??ay.

Boisbaudran nomm?? son ??l??ment Samarie apr??s la samarskite min??rale, qui ?? son tour honor?? Vasili Samarsky-Bykhovets (1803-1870). Samarsky-Bykhovets, en tant que chef d'??tat-major de la Russie l'acc??s Corps des ing??nieurs des mines, avait accord?? pour deux min??ralogistes allemands, les fr??res Gustav Rose et Heinrich Rose, pour ??tudier les ??chantillons de min??raux de l'Oural. En ce sens, le samarium a ??t?? le premier ??l??ment chimique ?? ??tre nomm?? d'apr??s une personne. Plus tard le nom samaria utilis??s par Boisbaudran a ??t?? transform?? en samarium, de se conformer aux autres noms d'??l??ments, et la Samarie nos jours est parfois utilis?? pour d??signer l'oxyde de samarium, par analogie avec l'oxyde d'yttrium, la zircone, de l'alumine , l'oxyde de c??rium, Holmia, etc. Le symbole Sm a ??t?? sugg??r?? pour le samarium; Cependant une alternative Sa a ??t?? fr??quemment utilis?? ?? la place jusqu'?? ce que les ann??es 1920.

Avant l'av??nement de technologie de s??paration par ??change d'ions dans les ann??es 1950, le samarium ne avait pas les utilisations commerciales sous forme pure. Cependant, un sous-produit de la purification par cristallisation fractionn??e de n??odyme est un m??lange de samarium et le gadolinium qui a acquis le nom de "Lindsay Mix" apr??s que l'entreprise qui l'a fait. Ce mat??riau est consid??r?? comme ayant ??t?? utilis?? pour le nucl??aire des barres de contr??le dans certains des premiers r??acteurs nucl??aires. Aujourd'hui, un produit de base similaire a le nom "samarium-europium- gadolinium "(SEG) concentr??. Il est pr??par?? par extraction par solvant ?? partir de m??langes les lanthanides isol??s ?? partir de bastn??site (ou monazite). ??tant donn?? que les lanthanides lourds ont la plus grande affinit?? pour le solvant utilis??, ils sont facilement extrait de la masse en utilisant des proportions relativement faibles de solvant. Pas tous les producteurs de terres rares qui traitent bastn??site faire sur une ??chelle suffisamment grande pour continuer en avant avec la s??paration des composants du SEG, qui fait g??n??ralement jusqu'?? seulement un ou deux pour cent du minerai d'origine. Ces producteurs seront donc font SEG en vue de le commercialiser aux processeurs sp??cialis??s. De cette mani??re, la teneur en europium de valeur du minerai est recueilli pour une utilisation dans fabrication luminophore. Purification samarium suit le retrait de la europium. ?? partir de 2012, ??tre en surplus, l'oxyde de samarium est moins cher ?? une ??chelle commerciale que son abondance relative dans le minerai pourrait sugg??rer.

Pr??sence et la production

Samarskite

Avec la concentration moyenne d'environ 8 parties par million (ppm), le samarium est l'??l??ment le plus abondant dans la cro??te 40e de la Terre. Ce est la cinqui??me lanthanides plus abondant et est plus commun que tel ??l??ment que l'??tain. Samarium concentration dans les sols varie entre 2 et 23 ppm, et les oc??ans contient environ 0,5 ?? 0,8 parties par billion. R??partition de samarium dans les sols d??pend fortement de l'??tat chimique et est tr??s inhomog??ne: dans des sols sablonneux, la concentration de samarium est d'environ 200 fois sup??rieure ?? la surface des particules du sol que dans l'eau emprisonn??e entre eux, et ce rapport peut d??passer 1000 dans les argiles.

Samarium ne est pas trouv?? libre dans la nature, mais, comme d'autres ??l??ments des terres rares, est contenue dans de nombreux min??raux, y compris monazite, bastn??site, cerite, gadolinite et samarskite; monazite (samarium dans lequel se produit ?? des concentrations allant jusqu'?? 2,8%) et bastn??site sont principalement utilis??s en tant que sources commerciales. les ressources mondiales de samarium sont estim??s ?? deux millions tonnes; ils sont pour la plupart situ??s en Chine, Etats-Unis, le Br??sil, l'Inde, le Sri Lanka et l'Australie, et la production annuelle est d'environ 700 tonnes. rapports de production du pays sont habituellement donn??s pour tous les m??taux des terres rares combin??s. De loin, la Chine a la plus grande production avec 120 000 tonnes extraites par an; il est suivi par les Etats-Unis (environ 5000 tonnes) et en Inde (2700 tonnes). Samarium est g??n??ralement vendu sous forme d'oxyde, qui, au prix d'environ 30 USD / kg est l'un des moins chers oxydes de lanthanides. Alors que mischm??tal - un m??lange de m??taux de terres rares contenant environ 1% de samarium - a longtemps ??t?? utilis??, le samarium relativement pur a ??t?? isol?? r??cemment, par l'interm??diaire processus d'??change d'ions, techniques d'extraction par solvant, et d??p??t ??lectrochimique. Le m??tal est souvent pr??par??e par ??lectrolyse d'un m??lange fondu de samarium (III) avec du chlorure de chlorure de sodium ou chlorure de calcium . Samarium peut ??galement ??tre obtenu par r??duction avec son oxyde de lanthane . Le produit est ensuite distill?? pour s??parer le samarium (point d'??bullition 1794 ?? C) et le lanthane (pb 3464 ?? C).

Samarium-151 est produit dans la fission nucl??aire de l'uranium avec un rendement d'environ 0,4% du nombre total d'??v??nements de fission. Il est ??galement synth??tis??e sur capture de neutrons par le samarium-149, qui est ajout?? ?? la tiges de r??acteurs nucl??aires de commande. Par cons??quent, le samarium-151 est pr??sent dans pass?? combustible nucl??aire et des d??chets radioactifs.

Applications

R??action Barbier utilisant SmI ₂

Une des applications les plus importantes de samarium est en des aimants samarium-cobalt, qui ont une composition nominale de SmCo ₅ ou Sm ₂ Co _17. Ils ont une forte aimantation permanente, qui est d'environ 10 000 fois celle du fer et est la deuxi??me ?? celle de aimants n??odyme. Cependant, les aimants ?? base de samarium-ont une r??sistance ??lev??e ?? la d??magn??tisation, car ils sont stables ?? des temp??ratures sup??rieures ?? 700 ?? C (cf. 300-400 ?? C pour les aimants au n??odyme). Ces aimants se trouvent dans les petits moteurs, des ??couteurs, haut de gamme magn??tique micros pour guitares et instruments de musique connexes. Par exemple, ils sont utilis??s dans les moteurs d'un ??nergie solaire avion ??lectrique Solaire Challenger et dans le Samarium cobalt Noiseless guitare ??lectrique et basse ??lectrique.

Une autre application importante de samarium et de ses compos??s est comme catalyseur et r??actif chimique. Catalyseurs samarium aider d??composition de mati??res plastiques, d??chloration de polluants tels que des biph??nyles polychlor??s (PCB), ainsi que la d??shydratation et d??shydrog??nation de l'??thanol. Le samarium (III) triflate (Sm (OTf) _3, ce est-Sm (CF ₃ SO _{3) 3)} est l'un des plus efficaces Catalyseurs acides de Lewis pour la promotion d'un halog??ne R??action de Friedel-Crafts avec des alc??nes. Samarium (II) iodure est un agent tr??s commun et r??duire couplage la synth??se organique, par exemple dans le r??actions desulfonylation; annulation; Danishefsky, Kuwajima, Mukaiyama et Holton Taxol synth??ses totales; synth??se totale de la strychnine; R??action de Barbier et autres r??ductions avec le samarium (II) d'iodure.

Dans sa forme oxyd??e d'habitude, le samarium est ajout?? ?? la c??ramique et les verres o?? il augmente l'absorption de la lumi??re infrarouge. Comme une partie (mineure) de mischm??tal, le samarium se trouve dans " silex "du dispositif d'allumage d'un grand nombre des briquets et des torches.

La structure chimique des Sm-EDTMP

Radioactifs du samarium-153 est un ??metteur b??ta, avec une demi-vie de 46,3 heures. Il est utilis?? pour tuer les cellules canc??reuses dans le traitement du cancer du poumon , cancer de la prostate, cancer du sein et ost??osarcome. A cet effet, le samarium-153 est ch??lat?? avec de l'??thyl??ne diamine t??tram??thyl??ne phosphonate ( EDTMP) et inject?? par voie intraveineuse. La chelation emp??che l'accumulation de samarium radioactif dans le corps qui se traduirait par une irradiation excessive et la g??n??ration de nouvelles cellules canc??reuses. Le m??dicament correspondant a plusieurs noms, y compris samarium (Sm ¹⁵³⁾ lexidronam et son nom commercial est Quadramet.

Samarium-149 a section haute pour capture de neutrons (41 000 granges) et est par cons??quent utilis?? dans les barres de commande de les r??acteurs nucl??aires. Son avantage par rapport aux mat??riaux concurrents, tels que le bore ou le cadmium, est la stabilit?? de l'absorption - la plupart des produits de fusion et de d??composition du samarium-149 sont d'autres isotopes d'samarium sont aussi bons que des absorbeurs de neutrons. Par exemple, les sections de samarium-151 est 15 000 granges, il est de l'ordre de centaines de granges pour le samarium-150, 152, 153, et 6800 est granges pour naturelle (mixte isotopique) samarium. Parmi les produits de d??sint??gration dans un r??acteur nucl??aire, le samarium-149 est consid??r??e comme la deuxi??me plus importante pour la conception et le fonctionnement du r??acteur apr??s x??non-135.

Applications non commerciales et potentiels

Dop?? au samarium cristaux de fluorure de calcium ont ??t?? utilis??s en tant que milieu actif ?? l'un des premiers lasers ?? l'??tat solide con??u et construit par Peter Sorokin (co-inventeur de la laser ?? colorant) et Mirek Stevenson ?? IBM laboratoires de recherche au d??but de 1961. Ce laser de samarium ??mis des impulsions de lumi??re rouge ?? 708,5 nm. Il a d?? ??tre refroidi par de l'h??lium liquide et donc n'a pas trouv?? des applications pratiques.

Un autre laser ?? base de samarium-est devenu le premier satur?? Laser ?? rayons X fonctionnant ?? des longueurs d'onde plus courtes que 10 nanom??tres. Il a fourni des impulsions de 50 picosecondes ?? 7,3 et 6,8 nm pour des applications dans holographie, haute r??solution microscopie d'??chantillons biologiques, d??flectom??trie, interf??rom??trie et radiographie des plasmas denses li??s ?? la fusion et le confinement de l'astrophysique . Fonctionnement satur?? signifie que la puissance maximale possible a ??t?? extraite du milieu laser, r??sultant de l'??nergie de cr??te ??lev??e de 0,3 mJ. Le milieu actif a ??t?? produit par le plasma samarium irradier verre de samarium-rev??tue d'un infrarouge puls?? Laser Nd-verre (longueur d'onde ~ 1,05 um).

Le changement de r??sistivit?? ??lectrique dans monochalcog??nures de samarium peut ??tre utilis?? dans un capteur de pression ou dans un dispositif de m??moire d??clench?? entre une faible r??sistance et l'??tat de r??sistance ??lev??e par une pression externe, et ces dispositifs sont mis au point dans le commerce. Monosulfure de Samarium g??n??re ??galement une tension ??lectrique lors d'un chauffage mod??r?? ?? environ 150 ?? C qui peut ??tre appliqu??e en convertisseurs de puissance thermo??lectrique.

L'analyse des concentrations relatives des isotopes samarium et le n??odyme ¹⁴⁷ Sm, ¹⁴⁴ et ¹⁴³ Nd Nd permet la d??termination de l'??ge et de l'origine des roches et des m??t??orites samarium-n??odyme datation. Les deux ??l??ments sont des lanthanides et ont des propri??t??s physiques et chimiques tr??s similaires. Par cons??quent, Sm-Nd datation est soit insensible ?? cloisonnement des ??l??ments marqueurs pendant des processus g??ologiques ou telle s??paration peut ainsi ??tre comprise et mod??lis??e ?? partir de la rayons ioniques des ??l??ments concern??s.

Les questions de sant??

Samarium m??tallique n'a pas de r??le biologique dans le corps humain. Ses sels stimulent le m??tabolisme, mais il est difficile de savoir si ce est l'effet de samarium ou d'autres lanthanides pr??sents avec elle. La quantit?? totale de samarium chez l'adulte est d'environ 50 microgrammes, principalement dans le foie et les reins et avec environ 8 microgrammes par litre ??tant dissous dans le sang. Samarium ne est pas absorb?? par les plantes ?? une concentration mesurable et ne est donc normalement pas une partie de l'alimentation humaine. Cependant, quelques plantes et l??gumes peuvent contenir jusqu'?? 1 partie par million de samarium. Les sels insolubles de samarium sont non toxiques et solubles sont ceux que l??g??rement toxique.

Lorsqu'il est ing??r??, seulement environ 0,05% de sels de samarium est absorb?? dans la circulation sanguine et le reste est excr??t??. Du sang, environ 45% va vers le foie et 45% est d??pos??e sur la surface de l'os o?? il reste pendant environ 10 ans; le solde de 10% est excr??t??.