Samarium, Sm, Ordnungszahl 62

Allgemeines

Samarium (nach dem Mineral Samarskit, das wiederum benannt nach dem Bergingenieur W. M. Samarski) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Sm und der Ordnungszahl 62. Im Periodensystem steht das silbrig glänzende Element in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden.
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.
Natürlich kommt elementares Samarium nicht vor. Einige Mineralien wie Monazit, Bastnäsit und Samarskit enthalten jedoch das Element. Monazit enthält bis zu 1 % Samarium.

Gewinnung

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 metallischem Lanthan zum Metall reduziert und absublimiert.

Besonderheiten

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

Verwendung

Zusammen mit anderen Seltenen Erden fĂĽr Kohle-Lichtbogenlampen fĂĽr FilmvorfĂĽhranlagen.
Dotieren von Calciumfluorid-Einkristallen fĂĽr Maser und Laser.
Wegen seines groĂźen Wirkungsquerschnitts fĂĽr 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 aufwendiger, 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 (Radionuklidtherapie bei Knochenmetastasen).
Verbindungen mit Samarium in der weniger gĂĽnstigen Oxidationsstufe +2 (insbesondere Samarium(II)-iodid und Samarium(II)-bromid) finden Anwendung in der organischen Synthese (Reduktionsmittel und Ein-Elektronen-Transferreagenz, z. B. samariumvermittelte Pinakol-Kupplungen).
In Verbindung mit dem Radiopharmakon Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) in der Nuklearmedizin zur palliativen Therapie von Knochen- und Skelettmetastasen.

Allgemein
Name, Symbol

Ordnungszahl

Samarium, Sm, 62
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiĂź
CAS-Nummer 7440-19-9
Massenanteil an der ErdhĂĽlle 6 ppm
Atomar
Atommasse 150,36 u
Atomradius 185 pm
Kovalenter Radius 198 pm
Elektronenkonf. [Xe] 4f(6) 6s2
1. Ionisierungsenergie 544,5 KJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1070 KJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2260 KJ/mol
Physikalisch
Aggregatszustand fest
Kristallstruktur trigonal
Dichte 7,536 g/cm3 (25 °C)
Magnetismus paramagnetisch (χm = 1,12 * 10(-3))
Schmelzpunkt 1345 K (1072 C)
Siedepunkt 2076 K (1803 C)
Molares Volumen 19,98 * 10(-6)m(3)/mol
Verdampfungswärme 175 KJ/mol
Schmelzwärme 8,6 KJ/mol
Elektrische Leitfähigkeit 1,06*10(6) A/(V*m)
Wärmeleitfähigkeit 13 W/(m*K)
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