Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Samarium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Samarium, Sm, 62
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle %
Atomar
Atommasse 150,36 u
Atomradius (berechnet) 180,2 () pm
Kovalenter Radius 166 pm
Van-der-Waals-Radius pm
Elektronenkonfiguration [Xe]4f66s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 24, 8, 2
Austrittsarbeit 2,7 eV
1. Ionisierungsenergie 544,5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1070 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2260 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen
Kristallstruktur rhomboedrisch
Dichte 7,353 g/cm3
Magnetismus
Schmelzpunkt 1345 K (1072 °C)
Siedepunkt 2076 K (1803 °C)
Molares Volumen 19,98 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 166,4 kJ/mol
Schmelzwärme 8,63 kJ/mol
Dampfdruck

563 Pa bei 1345 K

Schallgeschwindigkeit 2130 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 200 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 0,956 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 13,3 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 3
Oxide (Basizität) (leicht basisch)
Normalpotential
Elektronegativität 1,17 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
144Sm

3,07 %

Stabil
145Sm

{syn.}

340 d ε 0,617 145Pm
146Sm

{syn.}

1,03 · 108 a α 2,529 142Nd
147Sm

14,99 %

1,06 · 1011 a α 2,310 143Nd
148Sm

11,24 %

7 · 1015 a α 1,986 144Nd
149Sm

13,82 %

2 · 1015 a α 145Nd
150Sm

7,38 %

Stabil
151Sm

{syn.}

90 a β 0,077 151Eu
152Sm

26,75 %

Stabil
153Sm

{syn.}

46,27 h β 0,808 153Eu
154Sm

22,75 %

Stabil
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
147Sm -7/2 1,104 · 107 0,00148 8,26
149Sm -7/2 8,799 · 106 0,000747 6,58
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze R:
S:
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.


Samarium (nach dem Mineral Samarskit) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Sm und der Ordnungszahl 62. Das silbrig glänzende Element gehört zur Gruppe der Lanthanoide und zu den Metallen der seltenen Erden.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Zur Entdeckung des Samariums gibt es in der Literatur mehrere Darstellungen.

  1. 1853 wies der Schweizer Jean Charles Galissard de Marignac Samarium spektroskopisch anhand einer scharfen Absorptionslinie im Didymoxid nach. 1879 isolierte der Franzose Paul Emile Lecoq de Boisbaudran das Element aus dem Mineral Samarskit ((Y,Ce,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16). Mineral- und Elementbezeichnung leiten sich ab von dem russischen Berginspektor (Bergbaubeamten) Oberst Samarsky, der das Mineral entdeckte.
  2. 1878 entdeckt der schweizerische Chemiker Marc Delafontaine Samarium, das er Decipum nennt, im Didymiumoxid. 1879 entdeckt unabhängig von ihm Paul Emile Lecoq de Boisbaudran Samarium. 1881 zeigt Delafontaine, dass sein isoliertes Element neben Samarium ein weiteres Element enthält.
  3. Die unter 1 erwähnte spektroskopische Entdeckung von 1853 durch Marignac wurde 1878 von Paul Emile Lecoq de Boisbaudran gemacht.

1903 stellte der deutsche Chemiker Wilhelm Muthmann metallisches Samarium durch Elektrolyse her.

Vorkommen

Natürlich kommt elementares Samarium nicht vor. Einige Mineralien wie Monazit, Bastnäsit und Samarskit enthalten jedoch das Element. Monazit enthält bis zu 1% Samarium.

Gewinnung und Darstellung

Ausgehend vom Monazit oder Bastnäsit erfolgt die Auftrennung der Seltenen Erden über Ionentausch, Solvent-Extraktion oder elektrochemische Deposition. In einem letzten Verfahrensschritt wird das hochreine Samariumoxid mit metallischen Lanthan zum Metall reduziert und absublimiert.

Eigenschaften

 


In Luft ist Samarium halbwegs beständig, es bildet eine passivierende, gelbliche Oxidschicht aus. Metallisch glänzendes Samarium entzündet sich oberhalb von 150 °C. Mit Sauerstoff reagiert es zum Sesquioxid Sm2O3. Mit Wasser reagiert es heftig unter Bildung von Wasserstoff und Samariumhydroxid. Die beständigste Oxidationsstufe ist wie bei allen Lanthanoiden +3.
Samarium kommt in drei Modifikationen vor. Die Umwandlungspunkte liegen bei 734 °C und 922 °C. Sm3+-Kationen färben wässrige Lösungen gelb.

Isotope

Es existieren vier stabile und 19 instabile, radioaktive Isotope. Die häufigsten stabilen Isotope sind Sm-152 (26,7 %), Sm-154 (22,7 %) und Sm-147 (15 %).

Verwendung

  • Zusammen mit anderen Seltenen Erden für Kohle-Lichtbogenlampen für Filmvorführanlagen
  • Dotieren von Calciumfluorid-Einkristallen für Maser und Laser
  • Wegen seines großen Wirkungsquerschnitts für thermische und epithermische Neutronen wird Samarium als Neutronen-Absorber in nuklearen Anwendungen verwendet
  • Samarium-Cobalt-Magnete :
    Permanentmagnete aus SmCo5 weisen einen hohen Widerstand gegen Entmagnetisierung auf sowie eine Koerzitivfeldstärke von bis zu 2200 kA/m. Die verbesserte Legierung Sm2Co17 ist in der Herstellung aufwändiger, weist aber höhere magnetische Eigenschaften und eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf.
    Verwendung finden sie in Schrittmotoren für Quarzuhren, Antriebsmotoren in Kleinsttonbandgeräten (Walkman, Diktiergeräten), Kopfhörern, Sensoren, Kupplungen in Rührwerken und Festplattenlaufwerken. Als gewichtssparende Magnetwerkstoffe werden sie auch in der Luft- und Raumfahrt verwendet.
  • Samariumoxid wird optischem Glas zur Absorption von infrarotem Licht zugesetzt.
  • Samariumverbindungen nutzt man zur Sensibilisierung von (Leucht-) Phosphor bei Bestrahlung mit infrarotem Licht.
  • Als Katalysator; Samariumoxid katalysiert die Hydrierung und Dehydrierung von Ethanol (Alkohol).
  • In der Medizin wird das Isotop 153Samarium in Verbindung mit einem Bisphosphonat (Lexidronam) zur Behandlung von Knochenschmerzen bei Krebserkrankungen eingesetzt.
  • Verbindungen mit Samarium in der weniger günstigen Oxidationsstufe +2 (insbesondere Samarium(II)-iodid und Samarium(II)-bromid) finden Anwendung in der organischen Synthese (Reduktionsmittel und Ein-Elektronen-Transferreagenz, z.Bsp. samariumvermittelte Pinakol-Kupplungen)

Sicherheitshinweise

Samarium und Samariumverbindungen sind als giftig anzusehen. Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.

Verbindungen



Siehe auch

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Samarium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.