Samarium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sm, Atomnummer 62 und Atomgewicht 150.36. Es ist ein gemäßigt hartes silberfarbenes Metall, das sogleich in Luft oxidiert. Ein typisches Mitglied der lanthanide Reihe seiend, nimmt Samarium gewöhnlich an, dass die Oxydation +3 festsetzt. Zusammensetzungen des Samariums (II) sind auch, am meisten namentlich Monoxyd SmO, monochalcogenides SmS, SmSe und SmTe, sowie Samarium (II) iodide bekannt. Die letzte Zusammensetzung ist ein allgemeiner abnehmender Agent in der chemischen Synthese. Samarium hat keine bedeutende biologische Rolle und ist nur ein bisschen toxisch.

Samarium wurde 1879 vom französischen Chemiker Paul Émile Lecoq de Boisbaudran entdeckt und nach dem Mineral samarskite genannt, von dem es isoliert wurde. Das Mineral selbst wurde früher nach einem russischen Mine-Beamten, Obersten Vasili Samarsky-Bykhovets genannt, der dadurch die erste Person geworden ist, um ein chemisches Element nach ihm, obgleich indirekt nennen zu lassen. Obwohl klassifiziert, als ein seltenes Erdelement ist Samarium das 40. reichlichste Element in der Kruste der Erde und ist üblicher als solche Metalle wie Dose. Samarium kommt mit der Konzentration bis zu 2.8 % in mehreren Mineralen einschließlich cerite, gadolinite, samarskite, monazite und bastnäsite, die letzten zwei vor, die die allgemeinsten kommerziellen Quellen des Elements sind. Diese Minerale werden größtenteils in China, den USA, Brasilien, Indien, Sri Lanka und Australien gefunden; China ist bei weitem der Weltführer im Samarium-Bergwerk und der Produktion.

Die kommerzielle Hauptanwendung des Samariums ist in Magneten des Samarium-Kobalt, die dauerhafte Magnetisierung zweit nur zu Neodym-Magneten haben; jedoch können Samarium-Zusammensetzungen bedeutsam höheren Temperaturen über 700 °C widerstehen, ohne ihre magnetischen Eigenschaften zu verlieren. Radioaktives Isotop-Samarium 153 ist der Hauptbestandteil des Rauschgift-Samariums (153Sm) lexidronam (Quadramet), der Krebs-Zellen in der Behandlung von Lungenkrebs, Vorsteherdrüse-Krebs, Brustkrebs und osteosarcoma tötet. Ein anderes Isotop, Samarium 149, ist ein starker Neutronabsorber und wird deshalb zu den Kontrollstangen von Kernreaktoren hinzugefügt. Es wird auch als ein Zerfall-Produkt während der Reaktoroperation gebildet und ist einer der wichtigen Faktoren, die im Reaktordesign und der Operation betrachtet sind. Andere Anwendungen des Samariums schließen Katalyse von chemischen Reaktionen, radioaktiver Datierung und einem Röntgenstrahl-Laser ein.

Physikalische Eigenschaften

Samarium ist ein seltenes Erdmetall, das die Härte und denjenigen von Zink ähnliche Dichte hat. Mit dem Siedepunkt von 1794 °C ist Samarium der dritte flüchtigste lanthanide nach Ytterbium und Europium; dieses Eigentum erleichtert Trennung des Samariums vom Mineralerz. An umgebenden Bedingungen nimmt Samarium normalerweise eine trigonal Struktur (α Form) an. Nach der Heizung zu 731 °C, seinen Kristallsymmetrie-Änderungen in den sechseckigen Ende-gepackt (hcp), jedoch hängt die Übergangstemperatur von der Metallreinheit ab. Weiter gestaltet die Heizung zu 922 °C das Metall in eine Körper - kubische (bcc) Phase um. Die Heizung zu 300 °C, die mit der Kompression zu 40 kbar verbunden sind, läuft auf eine doppelt-sechseckige Ende-gepackte Struktur (dhcp) hinaus. Die Verwendung höheren Drucks der Ordnung von Hunderten oder Tausenden von kilobars veranlasst eine Reihe von Phasenumwandlungen insbesondere mit einer tetragonal Phase, die an ungefähr 900 kbar erscheint. In einer Studie konnte die dhcp Phase ohne Kompression mit einem Nichtgleichgewicht-Ausglühen-Regime mit einer schnellen Temperaturänderung zwischen ungefähr 400 und 700 °C erzeugt werden, den vergänglichen Charakter dieser Samarium-Phase bestätigend. Außerdem können dünne Filme des durch die Dampf-Absetzung erhaltenen Samariums den hcp oder die dhcp Phasen an umgebenden Bedingungen enthalten.

Samarium (und sein sesquioxide) ist bei der Raumtemperatur paramagnetisch. Ihre entsprechenden wirksamen magnetischen Momente, unten 2µ, sind das 3. niedrigste unter dem lanthanides (und ihre Oxyde) nach dem Lanthan und Lutetium. Das Metall verwandelt sich zu einem antimagnetischen Staat nach dem Abkühlen zu 14.8 K. Individuelle Samarium-Atome können isoliert werden, indem sie sie in fullerene Moleküle kurz zusammengefasst wird. Sie können auch zwischen den C Molekülen im fullerene Festkörper lackiert werden, es superleitend bei Temperaturen unter 8 K machend. Samarium-Doping von eisenbasierten Supraleitern - die neuste Klasse von Hoch-Temperatursupraleitern - erlaubt, ihre Übergangstemperatur zu 56 K zu erhöhen, die der höchste Wert erreicht bis jetzt in dieser Reihe ist.

Chemische Eigenschaften

Frisch bereites Samarium hat einen silberfarbenen Schimmer. In Luft oxidiert es langsam bei der Raumtemperatur und entzündet sich spontan an 150 °C. Selbst wenn versorgt unter Mineralöl Samarium allmählich oxidiert und ein fahlgrau-gelbes Puder der Oxydhydroxyd-Mischung an der Oberfläche entwickelt. Das metallische Äußere einer Probe kann durch das Siegeln davon unter einem trägen Benzin wie Argon bewahrt werden.

Samarium ist ganz electropositive und reagiert langsam mit kaltem Wasser und ganz schnell mit heißem Wasser, um Samarium-Hydroxyd zu bilden:

:2 Sm (s) + 6 HO (l)  2 Sm (OH) (aq) + 3 H (g)

Samarium löst sich sogleich in verdünnter Schwefelsäure auf, um Lösungen zu bilden, die das Gelb zu blaßgrünen Ionen von Sm (III) enthalten, die als [Sm (OH)] Komplexe bestehen:

:2 Sm (s) + 3 HSO (aq)  2 Sm (aq) + 3 SO (aq) + 3 H (g)

Samarium ist einer der wenigen lanthanides, die ausstellen, die Oxydation setzen +2 fest. Die Sm Ionen sind in Lösungen blutrot.

Zusammensetzungen

Oxyde

Das stabilste Oxyd des Samariums ist sesquioxide SmO. Da sich vieles anderes Samarium vergleicht, besteht es in mehreren kristallenen Phasen. Die Trigonal-Form wird durch das langsame Abkühlen beim Schmelzen erhalten. Der Schmelzpunkt von SmO ist ziemlich hoch (2345 °C), und deshalb das Schmelzen wird gewöhnlich nicht durch die direkte Heizung, aber mit der Induktionsheizung durch eine Radiofrequenz-Rolle erreicht. Die Kristalle von SmO der monoklinen Symmetrie können durch die Flamme-Fusionsmethode (Prozess von Verneuil) vom Puder von SmO angebaut werden, das zylindrische boules bis zu mehrere Zentimeter lange und ungefähr einen Zentimeter im Durchmesser nachgibt. Die boules sind durchsichtig, wenn rein und ohne Defekt und sonst orange sind. Die Heizung des metastable trigonal SmO zu 1900 °C wandelt es zur stabileren monoklinen Phase um. Kubischer SmO ist auch beschrieben worden.

Samarium ist einer der wenigen lanthanides, die ein Monoxyd, SmO bilden. Diese glänzende golden-gelbe Zusammensetzung wurde durch das Reduzieren von SmO mit Samarium-Metall bei der Hochtemperatur (1000 °C) und Druck über 50 kbar erhalten; das Senken des Drucks ist auf eine unvollständige Reaktion hinausgelaufen. SmO hat die Kubiksteinsalz-Gitter-Struktur.

Chalcogenides

Samarium bildet dreiwertiges Sulfid, selenide und telluride. Divalent chalcogenides SmS, SmSe und SmTe mit der Kubiksteinsalz-Kristallstruktur sind auch bekannt. Sie sind bemerkenswert, indem sie sich davon umwandeln, bis metallischen Staat bei der Raumtemperatur laut der Anwendung des Drucks halbzuführen. Wohingegen der Übergang dauernd ist und an ungefähr 20-30 kbar in SmSe und SmTe vorkommt, ist es in SmS plötzlich und verlangt nur 6.5 kbar. Diese Wirkung läuft auf sensationellen Farbwechsel auf SmS vom Schwarzen zum goldenen Gelb hinaus, wenn seine Kristalle von Filmen gekratzt oder poliert werden. Der Übergang ändert Gitter-Symmetrie nicht, aber es gibt eine scharfe Abnahme (~15 %) im Kristallvolumen. Es zeigt magnetische Trägheit, die ist, wenn der Druck veröffentlicht wird, kehrt SmS zum Halbleiten-Staat am viel niedrigeren Druck von ungefähr 0.4 kbar zurück.

Halogenide

Samarium-Metall reagiert mit allen Halogenen X = F, Colorado, Br oder ich, sich trihalides formend:

:2 Sm (s) + 3 X (g)  2 SmX (s)

Ihre weitere Verminderung mit dem Samarium, Lithium- oder Natriumsmetalle bei Hochtemperaturen (ungefähr 700-900 °C) geben dihalides nach. Der diiodide kann auch durch die Heizung von SmI, oder durch das Reagieren vom Metall mit dem 1,2-diiodoethane in wasserfreiem tetrahydrofuran bei der Raumtemperatur bereit sein:

:Sm (s) + ICH-CHI  SmI + CH=CH.

Zusätzlich zu dihalides erzeugt die Verminderung auch zahlreiche nichtstochiometrische Samarium-Halogenide mit einer bestimmten Kristallstruktur, wie SmF, SmF, SmF, SmBr, SmBr und SmBr

Wie widerspiegelt, im Tisch oben ändern Samarium-Halogenide ihre Kristallstrukturen, wenn gegen einen Typ von Halogenid-Atomen einen anderen ausgewechselt wird, der ein ungewöhnliches Verhalten für die meisten Elemente (zum Beispiel actinides) ist. Viele Halogenide haben zwei Hauptkristallphasen für eine Zusammensetzung, ein bedeutsam stabiler seiend und anderer, metastable seiend. Der Letztere wird nach der Kompression oder Heizung gebildet, die gefolgt ist, indem sie zu umgebenden Bedingungen löscht. Zum Beispiel laufen das Zusammendrücken des üblichen monoklinen Samariums diiodide und die Ausgabe des Drucks auf einen PbCl-Typ orthorhombic Struktur (Dichte 5.90 g/cm) hinaus, und ähnliche Behandlung läuft auf eine neue Phase des Samariums triiodide (Dichte 5.97 g/cm) hinaus.

Borides

Puder von Sintering von Samarium-Oxyd und Bor, im Vakuum, geben ein Puder nach, das mehreres Samarium boride Phasen enthält, und ihr Volumen-Verhältnis kann durch das sich vermischende Verhältnis kontrolliert werden. Das Puder kann in größere Kristalle eines bestimmten Samariums boride umgewandelt werden, das Kreisbogen-Schmelzen oder die Zonenschmelzen-Techniken verwendend, sich auf die verschiedene Temperatur des Schmelzens/Kristallisierung von SmB (2580 °C), SmB (ungefähr 2300 °C) und SmB (2150 °C) verlassend. Alle diese Materialien sind harte, spröde, dunkelgraue Festkörper mit der Härte, die mit dem Bor-Inhalt zunimmt. Samarium diboride ist zu flüchtig, um mit diesen Methoden erzeugt zu werden, und verlangt, dass Hochdruck (ungefähr 65 kbar) und niedrige Temperaturen zwischen 1140 und 1240 °C sein Wachstum stabilisiert. Erhöhung der Temperatur läuft auf die bevorzugten Bildungen von SmB hinaus.

Samarium hexaboride ist eine typische Zwischenwertigkeitszusammensetzung, wo Samarium sowohl als Sm als auch als Ionen von Sm am Verhältnis 3:7 da ist. Es gehört einer Klasse von Isolatoren von Kondo, die bei hohen Temperaturen ist (über 50 K), sind seine Eigenschaften für ein Metall von Kondo mit dem metallischen elektrischen durch das starke Elektronzerstreuen charakterisierten Leitvermögen typisch, wohingegen bei niedrigen Temperaturen es sich als ein nichtmagnetischer Isolator mit einer schmalen Band-Lücke von ungefähr 4-14 meV benimmt. Der Abkühlen-veranlasste Metallisolator-Übergang in SmB wird durch eine scharfe Zunahme im Thermalleitvermögen begleitet, an ungefähr 15 K kulminierend. Der Grund für diese Zunahme besteht darin, dass Elektronen selbst zum Thermalleitvermögen bei niedrigen Temperaturen nicht beitragen, das durch phonons beherrscht wird, aber die Abnahme in der Elektronkonzentration hat die Rate des Elektron-Phonon-Zerstreuens reduziert.

Andere anorganische Zusammensetzungen

Samarium-Karbide sind durch das Schmelzen einer mit dem Grafit metallenen Mischung in einer trägen Atmosphäre bereit. Nach der Synthese sind sie in Luft nicht stabil und werden auch unter der trägen Atmosphäre studiert. Samarium-Monophosphid SmP ist ein Halbleiter mit dem bandgap von 1.10 eV, dasselbe als in Silikon und hohem elektrischem Leitvermögen von n-leitenden. Es kann durch das Ausglühen an 1100 °C einer ausgeleerten Quarzampulle bereit sein, die gemischte Puder von Phosphor und Samarium enthält. Phosphor ist bei hohen Temperaturen hoch flüchtig und kann so explodieren die Heizungsrate muss ganz unter 1 °C/min behalten werden. Ähnliches Verfahren wird für monarsenide SmAs angenommen, aber die Synthese-Temperatur ist an 1800 °C höher.

Eine Vielzahl von kristallenen binären Zusammensetzungen ist für das Samarium und eine der Gruppe 4, 5 oder 6 Element X bekannt, wo X Si, Ge, Sn, Pb, Sb oder Te ist, und die metallische Legierung des Samariums eine andere große Gruppe bildet. Sie sind alle bereit, indem sie gemischte Puder der entsprechenden Elemente ausglühen. Viele der resultierenden Zusammensetzungen sind nichtstochiometrisch und haben nominelle Zusammensetzungen SmX, wo sich das b/a Verhältnis zwischen 0.5 und 3 ändert.

Organometallic vergleicht sich

Samarium bildet cyclopentadienide Sm (CH) und seinen chloroderivatives Sm (CH) Cl und Sm (CH) Kl. Sie sind bereit, indem sie Samarium trichloride mit NaCH in tetrahydrofuran reagieren. Gegen cyclopentadienides vom grössten Teil anderen lanthanides in Sm (CH) überbrücken einige CH-Ringe einander durch das Formen von Ringscheitelpunkten η oder Ränder η zu einem anderen benachbarten Samarium-Atom, dadurch das Schaffen polymerer Ketten. Chloroderivative Sm (CH) Kl. hat eine dimer Struktur, die als (η-CH) Sm (µ-Cl) (η-CH) genauer ausgedrückt wird. Dort können die Chlor-Brücken, zum Beispiel, durch das Jod, den Wasserstoff oder die Stickstoff-Atome oder von CN Gruppen ersetzt werden.

Das (CH) Ion im Samarium cyclopentadienides kann durch den indenide (CH) oder cyclooctatetraenide (CH) Ring ersetzt werden, auf Sm (CH) oder KSm (η-CH) hinauslaufend. Die letzte Zusammensetzung hat eine ähnliche Struktur zu diesem von uranocene. Es gibt auch einen cyclopentadienide des divalent Samariums, Sm (CH) - ein Festkörper, der an ungefähr 85 °C sublimiert. Gegen ferrocene sind die CH-Ringe in Sm (CH) nicht parallel, aber werden durch 40 ° gekippt.

Alkyls und aryls des Samariums werden durch eine metathesis Reaktion in tetrahydrofuran oder Äther erhalten:

:SmCl + 3 LiR  SmR + 3 LiCl

:Sm (ODER) + 3 LiCH (SiMe)  Sm {CH (SiMe)} + 3 LiOR

Hier ist R eine Kohlenwasserstoff-Gruppe, und Ich tritt für Methyl ein.

Isotope

Natürlich vorkommendes Samarium hat eine Radioaktivität von 128 Bq/g. Es wird aus vier stabilen Isotopen zusammengesetzt: Sm, Sm, Sm und Sm und drei äußerst langlebige Radioisotope, Sm (Halbwertzeit t = 1.06 Jahre), Sm (7 Jahre) und Sm (> 2 Jahre), mit Sm, der das reichlichste (natürlicher Überfluss 26.75 %) ist. Sm wird von verschiedenen Quellen entweder als stabiles oder radioaktives Isotop verzeichnet.

Die langlebigen Isotope, Sm, Sm, und Sm, verfallen in erster Linie durch die Emission von Alphateilchen zu Isotopen des Neodyms. Leichter verfallen nicht stabile Isotope des Samariums in erster Linie durch die Elektronfestnahme zu Isotopen des Promethiums, während sich schwerere durch den Beta-Zerfall zu Isotopen von Europium umwandeln.

Der Alpha-Zerfall von Sm zu Nd mit einer Halbwertzeit von 1.06 Jahren dient für das Samarium-Neodym, das datiert

Die Halbwertzeiten von Sm und Sm sind 90 Jahre und 340 Tage beziehungsweise. Alle restlichen Radioisotope haben Halbwertzeiten, die weniger als 2 Tage sind, und die Mehrheit von diesen Halbwertzeiten hat, die weniger als 48 Sekunden sind. Samarium hat auch fünf Kernisomers mit dem stabilsten, das Sm (Halbwertzeit 22.6 Minuten), Sm (t = 66 Sekunden) und Sm (t = 10.7 Sekunden) ist.

Geschichte

Die Entdeckung des Samariums und der verwandten Elemente wurde von mehreren Wissenschaftlern in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts bekannt gegeben; jedoch geben die meisten Quellen den Vorrang dem französischen Chemiker Paul Émile Lecoq de Boisbaudran. Boisbaudran hat Samarium-Oxyd und/oder Hydroxyd in Paris 1879 vom Mineral samarskite isoliert ((Y, Ce, U, Fe) (Nb, Ta, Ti) O), und hat ein neues Element darin über scharfe optische Absorptionslinien identifiziert. Der schweizerische Chemiker Marc Delafontaine hat bekannt gegeben, dass ein neues Element decipium (davon, "irreführend zu bedeuten, verführend",) 1878, aber später in 1880-1881 demonstriert hat, dass es eine Mischung von mehreren Elementen, ein war, zum Samarium von Boisbaudran identisch seiend. Obwohl samarskite zuerst im entfernten russischen Gebiet von Urals, bis zum Ende der 1870er Jahre gefunden wurde, waren seine Ablagerungen in anderen Plätzen gelegen worden, die das Mineral vielen Forschern bereitstellen. Insbesondere es wurde gefunden, dass das von Boisbaudran isolierte Samarium auch unrein war und vergleichbaren Betrag von Europium enthalten hat. Das reine Element wurde nur 1901 von Eugène-Anatole Demarçay erzeugt.

Boisbaudran hat sein Element samaria nach dem Mineral samarskite genannt, der der Reihe nach Vasili Samarsky-Bykhovets (1803-1870) geehrt hat. Samarsky-Bykhovets, als der Generalstabschef des russischen Korps von Bergbauingenieuren, hatte Zugang für zwei deutsche Mineralogen, die Brüder Gustav Rose und Heinrich Rose anerkannt, die Mineralproben von Urals zu studieren. In diesem Sinn war Samarium das erste chemische nach einer Person zu nennende Element. Später wurde der Name samaria verwendet von Boisbaudran ins Samarium umgestaltet, um sich nach anderen Elementnamen zu richten, und samaria wird manchmal heutzutage verwendet, um sich auf Samarium-Oxyd, analog mit yttria, Zirkoniumdioxid, Tonerde, ceria, holmia usw. zu beziehen. Das Symbol Sm wurde für das Samarium angedeutet; jedoch wurde alternativer Sa oft stattdessen bis zu den 1920er Jahren verwendet.

Vor dem Advent der mit dem Ionaustauschtrennungstechnologie in den 1950er Jahren hat Samarium keinen kommerziellen Nutzen in der reinen Form gehabt. Jedoch war ein Nebenprodukt der Bruchkristallisierungsreinigung des Neodyms eine Mischung des Samariums und Gadoliniums, das den Namen von "Lindsay Mix" nach der Gesellschaft erworben hat, die es gemacht hat. Wie man denkt, ist dieses Material für Kernkontrollstangen in einigen der frühen Kernreaktoren verwendet worden. Heutzutage hat ein ähnliches Warenprodukt den Namen "Europium-Gadolinium des Samariums" (SEG) konzentrieren sich. Es ist durch die lösende Förderung vom Mischlanthanides bereit, der von bastnäsite (oder monazite) isoliert ist. Da die schwereren lanthanides die größere Sympathie für das verwendete Lösungsmittel haben, werden sie aus dem Hauptteil mit relativ kleinen Verhältnissen des Lösungsmittels leicht herausgezogen. Nicht alle Selten-Erderzeuger, die bastnäsite bearbeiten, tun so auf einer genug großen Skala, um vorwärts mit der Trennung der Bestandteile von SEG weiterzugehen, der normalerweise nur ein oder zwei Prozent des ursprünglichen Erzes zusammensetzt. Solche Erzeuger werden deshalb SEG in der Absicht des Marketings es zu den Spezialverarbeitern machen. Auf diese Weise wird der wertvolle Europium-Inhalt des Erzes für den Gebrauch in der Phosphorfertigung gerettet. Samarium-Reinigung folgt der Eliminierung des Europiums., im Überangebot seiend, ist Samarium-Oxyd auf einer kommerziellen Skala weniger teuer, als sein Verhältnisüberfluss im Erz andeuten könnte.

Ereignis und Produktion

Mit der durchschnittlichen Konzentration von ungefähr 8 Teilen pro Million (ppm) ist Samarium das 40. reichlichste Element in der Kruste der Erde. Es ist der fünfte reichlichste lanthanide und ist üblicher als solches Element wie Dose. Die Samarium-Konzentration in Böden ändert sich zwischen 2 und 23 ppm, und Ozeane enthalten ungefähr 0.5-0.8 Teile pro Trillion. Der Vertrieb des Samariums in Böden hängt stark von seinem chemischen Staat ab und ist sehr inhomogeneous: In sandigen Böden ist Samarium-Konzentration an der Oberfläche von Boden-Partikeln ungefähr 200mal höher als im Wasser, das zwischen ihnen gefangen ist, und dieses Verhältnis kann 1,000 in Tönen zu weit gehen.

Samarium wird frei in der Natur, aber wie andere seltene Erdelemente nicht gefunden, wird in vielen Mineralen, einschließlich monazite, bastnäsite, cerite, gadolinite und samarskite enthalten; monazite (in dem Samarium bei Konzentrationen von bis zu 2.8 % vorkommt) und bastnäsite werden größtenteils als kommerzielle Quellen verwendet. Weltmittel des Samariums werden auf zwei Millionen Tonnen geschätzt; sie werden größtenteils in China, den Vereinigten Staaten, Brasilien, Indien, Sri Lanka und Australien gelegen, und die jährliche Produktion ist ungefähr 700 Tonnen. Landproduktionsberichte werden gewöhnlich für alle verbundenen Selten-Erdmetalle gegeben. Bei weitem hat China die größte Produktion mit 120,000 Tonnen abgebaut pro Jahr; ihm wird von den Vereinigten Staaten (ungefähr 5,000 Tonnen) und Indien (2,700 Tonnen) gefolgt. Samarium wird gewöhnlich als Oxyd verkauft, das zum Preis von ungefähr 30 US-Dollar/Kg eines der preiswertesten lanthanide Oxyde ist. Wohingegen mischmetal - eine Mischung von seltenen Erdmetallen, die ungefähr 1 % des Samariums enthalten - lange verwendet worden ist, ist relativ reines Samarium nur kürzlich, durch Ion-Austauschprozesse, lösende Förderungstechniken und elektrochemische Absetzung isoliert worden. Das Metall ist häufig durch die Elektrolyse einer geschmolzenen Mischung des Samariums (III) Chlorid mit dem Natriumchlorid oder Kalzium-Chlorid bereit. Samarium kann auch durch das Reduzieren seines Oxyds mit dem Lanthan erhalten werden. Das Produkt ist dann destilliert, um Samarium (Siedepunkt 1794 °C) und Lanthan zu trennen (b. p. 3464 °C).

Samarium 151 wird in der Atomspaltung von Uran mit dem Ertrag ungefähr erzeugt

0.4 % der Gesamtzahl von Spaltungsereignissen. Es wird auch auf die Neutronfestnahme durch das Samarium 149 synthetisiert, der zu den Kontrollstangen von Kernreaktoren hinzugefügt wird. Folglich ist Samarium 151 in verausgabtem Kernbrennstoff und radioaktiver Verschwendung da.

Anwendungen

Eine der wichtigsten Anwendungen des Samariums ist in Magneten des Samarium-Kobalt, die eine nominelle Zusammensetzung von SmCo oder SmCo haben. Sie haben hohe dauerhafte Magnetisierung, die ungefähr 10,000mal mehr als das von Eisen ist und nur zu diesem von Neodym-Magneten zweit ist. Jedoch haben Samarium-basierte Magnete höheren Widerstand gegen die Entmagnetisierung, weil sie zu Temperaturen über 700 °C (vgl 300-400 °C für Neodym-Magnete) stabil sind. Diese Magnete werden in kleinen Motoren, Kopfhörern, hohes Ende magnetische Erholungen für Gitarren und zusammenhängende Musikinstrumente gefunden. Zum Beispiel werden sie in den Motoren eines durch Sonnenenergie angetriebenen elektrischen Flugzeuges Sonnenherausforderer und im Samarium-Kobalt Geräuschlose elektrische Gitarre und Basserholungen verwendet.

Eine andere wichtige Anwendung des Samariums und seiner Zusammensetzungen ist als Katalysator und chemisches Reagens. Samarium-Katalysatoren helfen Zergliederung von Plastik, dechlorination Schadstoffe solcher, wie polychlort, biphenyls (PCBs), sowie der Wasserentzug und dehydrogenation von Vinylalkohol. Samarium (III) triflate (Sm (OTf), der Sm (CFSO) ist) ist einer der effizientesten Säure-Katalysatoren von Lewis für eine Halogen-geförderte Friedel-Handwerk-Reaktion mit alkenes. Samarium (II) iodide ist ein sehr allgemeines Reduzieren und Kopplungsagent in der organischen Synthese zum Beispiel in den desulfonylation Reaktionen; annulation; Danishefsky, Kuwajima, Mukaiyama und Holton Taxol Gesamtsynthesen; Strychnin Gesamtsynthese; Reaktion von Barbier und die anderen Verminderungen mit dem Samarium (II) iodide.

In seiner üblichen oxidierten Form wird Samarium zur Keramik und Brille hinzugefügt, wo es Absorption des Infrarotlichtes vergrößert. Als ein (geringer) Teil von mischmetal wird Samarium im "Zündstein"-Zünden-Gerät von vielen lighters und Fackeln gefunden.

Radioaktives Samarium 153 ist ein Beta-Emitter mit einer Halbwertzeit von 46.3 Stunden. Es wird verwendet, um Krebs-Zellen in der Behandlung von Lungenkrebs, Vorsteherdrüse-Krebs, Brustkrebs und osteosarcoma zu töten. Für diesen Zweck ist Samarium 153 chelated mit Äthylen diamine tetramethylene phosphonate (EDTMP) und eingespritzt intravenös. Der chelation verhindert Anhäufung des radioaktiven Samariums im Körper, der auf übermäßiges Ausstrahlen und Generation von neuen Krebs-Zellen hinauslaufen würde. Das entsprechende Rauschgift hat mehrere Namen einschließlich des Samariums (153Sm) lexidronam, und sein Handelsname ist Quadramet.

Samarium 149 hat hohen Querschnitt für die Neutronfestnahme (41,000 Scheunen) und wird deshalb in den Kontrollstangen von Kernreaktoren verwendet. Sein Vorteil im Vergleich zu konkurrierenden Materialien, wie Bor und Kadmium, ist Stabilität der Absorption - der grösste Teil der Fusion und Zerfall-Produkte des Samariums 149 sind andere Isotope des Samariums, die auch gute Neutronabsorber sind. Zum Beispiel sind die bösen Abteilungen des Samariums 151 15,000 Scheunen, es ist auf der Ordnung des Hunderts Scheunen für das Samarium 150, 152, 153, und ist 6,800 Scheunen für den natürlichen (Mischisotop) Samarium. Unter den Zerfall-Produkten in einem Kernreaktoren wird Samarium 149 als das zweitwichtigste für das Reaktordesign und die Operation danach xenon-135 betrachtet.

Nichtkommerzielle und potenzielle Anwendungen

Samarium-lackierte Kalzium-Fluorid-Kristalle wurden als ein aktives Medium in einem der ersten Halbleiterlaser verwendet, die entworfen und von Peter Sorokin (Co-Erfinder des Färbemittel-Lasers) und Mirek Stevenson an Forschungslaboratorien von IBM Anfang 1961 gebaut sind. Dieser Samarium-Laser hat Pulse des roten Lichtes an 708.5 nm ausgestrahlt. Es musste durch flüssiges Helium abgekühlt werden und hat so praktische Anwendungen nicht gefunden.

Ein anderer Samarium-basierter Laser ist der erste durchtränkte Röntgenstrahl-Laser geworden, der an Wellenlängen kürzer funktioniert als 10 Nanometer. Es hat 50-picosecond Pulse an 7.3 und 6.8 nm passende für Anwendungen in der Holographie, hochauflösenden Mikroskopie von biologischen Mustern, deflectometry, interferometry und Röntgenografie von dichtem plasmas zur Verfügung gestellt, der mit der Beschränkungsfusion und Astrophysik verbunden ist. Durchtränkte Operation hat bedeutet, dass die maximale mögliche Macht aus dem faulenzenden Medium herausgezogen wurde, auf die hohe Maximalenergie von 0.3 mJ hinauslaufend. Das aktive Medium war erzeugtes Samarium-Plasma durch das Bestrahlen Samarium-gekleideten Glases mit einem pulsierten infraroten (Wellenlänge ~1.05 µm).

Die Änderung im elektrischen spezifischen Widerstand im Samarium monochalcogenides kann in einem Druck-Sensor oder in einem Speichergerät verwendet werden, das zwischen einem Staat des niedrigen Widerstands und hohen Widerstands durch den Außendruck ausgelöst ist, und solche Geräte werden gewerblich entwickelt. Samarium-Monosulfid erzeugt auch elektrische Stromspannung nach der gemäßigten Heizung zu ungefähr 150 °C, die in thermoelektrischen Macht-Konvertern angewandt werden können.

Die Analyse von Verhältniskonzentrationen des Samariums und der Neodym-Isotope Sm, North Dakota und Nd erlaubt den Entschluss vom Alter und Ursprung von Felsen und Meteorsteinen in der Datierung des Samarium-Neodyms. Beide Elemente sind lanthanides und haben sehr ähnliche physische und chemische Eigenschaften. Deshalb ist Sm-Nd Datierung gegen das Verteilen der Anschreiber-Elemente während verschiedener geologischer Prozesse entweder unempfindlich, oder solches Verteilen kann gut verstanden und von den ionischen Radien der beteiligten Elemente modelliert werden.

Gesundheitsprobleme

Samarium-Metall hat keine biologische Rolle im menschlichen Körper. Seine Salze stimulieren Metabolismus, aber es ist unklar, ob das die Wirkung des Samariums ist oder andere lanthanides damit auszeichnen. Die Summe des Samariums in Erwachsenen ist ungefähr 50 Mikrogramme, größtenteils in der Leber und den Nieren und mit ungefähr 8 Mikrogrammen pro Liter, die im Blut auflösen werden. Samarium ist von Werken zu einer messbaren Konzentration nicht gefesselt und ist deshalb normalerweise nicht ein Teil der menschlichen Diät. Jedoch können einige Werke und Gemüsepflanzen bis zu 1 Teil pro Million des Samariums enthalten. Unlösliche Salze des Samariums sind nichttoxisch, und die auflösbaren sind nur ein bisschen toxisch.

Wenn aufgenommen, werden nur ungefähr 0.05 % Samarium-Salze mit dem Blutstrom vereinigt, und der Rest ist excreted. Vom Blut gehen ungefähr 45 % zur Leber, und 45 % wird auf der Oberfläche der Knochen abgelegt, wo es seit ungefähr 10 Jahren bleibt; das Gleichgewicht 10 % ist excreted.

Bibliografie

Links

• WebElements.com - Samarium
• Es ist - Samarium elementar
• Abnehmende Agenten> Samarium niedriger valent