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Samarium

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


Eigenschaften
Promethium - Samarium - Europium
Sm
Pu  
 
 
[Xe]4f66s2
152
62
Sm
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Samarium, Sm, 62
Serie Lanthanide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Dichte, Mohshärte 7353 kg/m3, k. A.
Aussehen silbrig weiß
Atomar
Atomgewicht 150,36 amu
Atomradius (berechnet) 180,2 pm
Kovalenter Radius 166 pm
van der Waals-Radius k. A.
Elektronenkonfiguration [Xe]4f66s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 24, 8, 2
Oxidationszustände (Oxid) 3 (leicht basisch)
Kristallstruktur rhomboedrisch
Physikalisch
Aggregatzustand (Magnetismus) fest (__)
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
Verschiedenes
Elektronegativität 1,17 (Pauling-Skala)
Spezifische Wärmekapazität 200 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 0,956 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 13,3 W/(m · K)
1. Ionisierungsenergie 544,5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1070 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2260 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 3990 kJ/mol
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
144Sm 3,07 % 144Sm ist stabil mit 82 Neutronen
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 k. A. 145Nd
150Sm 7,38 % 150Sm ist stabil mit 88 Neutronen
152Sm 26,75 % 150Sm ist stabil mit 90 Neutronen
154Sm 22,75 % 150Sm ist stabil mit 92 Neutronen
NMR-Eigenschaften
147Sm 149Sm
Kernspin -7/2 -7/2
gamma / rad/T 1,104 · 107 8,799 · 106
Empfindlichkeit 0,00148 0,000747
Larmorfrequenz bei B = 4,7 T 8,26 MHz 6,58 MHz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.


Inhaltsverzeichnis

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 Lanthaniden +3.
Samarium kommt in drei Modifikationen vor. Die Umwandlungspunkte liegen bei 734 °C und 922 °C. Sm3+-Kationen färben wässrige Lösungen gelb.

Abbildungen

[1] [2]

Isotope

Verbindungen

Vorsichtsmaßnahmen

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

Vorkommen und Herstellung

Vorkommen

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

Herstellung

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.

Anwendungen

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 (Bergbaubeamter) 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 W. Muthmann metallisches Samarium durch Elektrolyse her.

Siehe auch

Weblinks






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