Сама́рий (лат. samarium), Sm, читается «самарий» — химический элемент с атомным номером 62, атомная масса 150, 36. Природный самарий состоит из шести стабильных изотопов: 144Sm (3, 09% по массе), 148Sm (11, 27%), 149Sm (13, 82%), 150Sm (7, 47%), 152Sm (26, 63%), 154Sm (22, 53%), -радиоактивный 147Sm (15, 07%, Т1/2 = 1, 3·1011 лет). Конфигурация трех внешних электронных слоев 4s2p6d10f65s2p6 6s2. Степени окисления +4, +3, +2 (валентность IV, III, II).
Лантаноид. Расположен в группе IIIB, в 6 периоде периодической системы элементов.
Радиус атома 0, 181 нм, радиус иона Sm3+ — 0, 110 нм (координационное число 6), иона Sm 2+— 0, 141 нм (8). Энергии последовательной ионизации 5, 63, 11, 07, 23, 4, 41, 4 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 07.
В 19 веке в Ильменских горах, близ города Златоуста был найден минерал, названный самарскитом. В 1878 французский химик Делафонтен выделил из него неодим и празеодим. В 1879 Лекок де Буабодран выделил из самарскита новый элемент самарий.
Самарий — рассеянный элемент, содержание в земной коре 7·10-4% по массе. Входит в состав минералов: бастнезит, монацит, лопарит, самарскит, гадолинит.
При выделении из минералов концентрируется с европием, гадолинием, тербием. Дальнейшее разделение проводят ионообменной сорбцией и экстракцией. Из полученного раствора самарий осаждают в виде карбоната или оксалата. Прокаливание этих солей позволяет получить оксид Sm2O3.
Для получения металлического самария оксид Sm2O3подвергают восстанавливают металлотермически с использованием лантана или миш-металла. Возможно также карботермическое восстановление Sm2O3 до металла при температуре около 1600°C.
Самарий — серебристо-желтый металл.
От комнатной до 917°C устойчива α-модификация с тригональной решеткой, а = 0, 8996 нм, угол = 23, 21о. От 917°C до температуры плавления (1072°C) устойчива β-модификация с кубической решеткой типа α-Fe. Температура кипения 1788°C, плотность α-Sm 7, 536 кг/дм3.
В сухом воздухе химически устойчив, во влажном медленно окисляется. При нагревании на воздухе окисляется с образованием оксида Sm2O3.
При нагревании самарий реагирует с галогенами, азотом, водородом, серой и другими неметаллами. Оксид Sm2О3 обладает слабоосновными свойствами, ему отвечает основание Sm(ОН)3 средней силы. К растворимым в воде солям самария относятся хлорид, нитрат, ацетат и сульфат, к плохо растворимым — оксалат, фторид, карбонат и фосфат.
В растворе ионы Sm3+ под действием сильных восстановителей превращаются в ионы Sm2+. При действии водорода или металлического самария на SmCl3 или SmF3 образуются дигалогениды SmCl2 или SmF2.
Основное применение металлического самария производство постоянных магнитов в виде сплавов с Co составов SmCo5 и SmCo17. Самарий находит применение также при производстве некоторых люминофоров, керамических конденсаторов, катализаторов, синтетических гранатов.
Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов
- Редкоземельные элементы. Технология и применение /Под ред. Ф. Виллани (пер. с англ.). М., 1985.