Samario -Eigenschaften, Struktur, erhalten, verwendet, verwendet

Er Samarium Es ist ein chemisches Element, das zu den seltenen Erden gehört, speziell zu den Lanthaniden und dessen Symbol SM ist. Sein Name kommt vom Samarskita Mineral zu Ehren von Oberst Vassili Samarsky, der russischer Bergbaubeamter war und Proben dieses Minerals für seine Studie spendete. Der französische Chemiker Paul émile Lecoq erhielt 1879 sein Oxid und einige seiner Salze aus der Samarskita, während er in Paris arbeitete.

Lecoq von Boisbaudran erhält normalerweise Verdienst für die Entdeckung des Samariums, obwohl es andere Chemikalien und Mineralogische gab, die zuvor den Weg gezogen haben. Erst 1901 gelang es dem französischen Chemiker Eugène Anatole, die erste reine Samariumprobe zu produzieren.

Samario Samario lagte fest in einer Blase. Quelle: Hi-Res-Bilder von chemischen Elementen/CC von (https: // creativeCommons.Org/lizenzen/bis/3.0)

Der Grund für diese Verzögerung in seiner Isolation war darauf zurückzuführen, dass das Samario ein relativ reaktiv. Ebenso hält es eine enge geologische Beziehung zu anderen Elementen von Seltenen Erden wie dem Europium und dem Neodym, daher ist es schwierig, es von solchen Schadstoffen zu trennen.

Samario ist ein Metall mit sehr unterschiedlichen Anwendungen, die für Krebs, Dating, Kernreaktoren, organische Magnete und Katalyse eingesetzt werden.

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Samario -Eigenschaften

Physisch

Der Samario hat einen silbernen weißen Glanz, aber das wird schnell Gold₂ENTWEDER₃, das heißt Samaria. Es ist eines der härtesten und flüchtigsten Lantanidmetalle mit 1072 bzw. 1900 ° C -Fusion- bzw. Siedepunkten.

Es oxidiert mit relativer Langsamkeit, wenn es Luft ausgesetzt oder in Mineralöl eingetaucht ist. Deshalb muss es in Blasen oder in Behältern aufbewahrt werden, die mit Argon oder einem anderen Inertgas versiegelt sind. Wenn er bei 150 ° C erhitzt wird, oxidiert er kräftig und sagt brennende Funken, wenn er hart liegt.

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Chemikalien

Der Samario zeigt wie die anderen Lantaniden in fast allen Verbindungen einen Oxidationszustand von +3; Das heißt, es wird als SM -Kation gefunden³⁺. Es ist jedoch auch in der Lage, den Oxidationsstatus von +2, SM zu übernehmen²⁺, In Verbindungen wie SMO (Samariummonoxid), SMS (Samarium -Monosulfid) und SMI sein₂ (Samario Diyoduro).

Löst sich in heißem Wasser und insbesondere in verdünnte Säuren wie HCl, H₂SW₄ und Ch₃Cooh; Mit Ausnahme von HF, weil es eine SMF -Schutzschicht bildet₃ Verlangsamung seiner Auflösung. Ihr Oxid, SM₂ENTWEDER₃, Es ist mäßig grundlegend. Wenn es also in Wasser auflöst^- Durch Wirkung von SM Hydroxid (OH)₃.

Die meisten Samariumverbindungen +3 sind durch gelbgrüne Farben gekennzeichnet, und einige sind sogar von Lumineszenz ausgestattet.

Chemische Struktur

Bei Raumtemperatur verwendet das Samarium eine rhomboedrische kristalline Struktur, die der Polymorph- oder α -Phase entspricht. Wenn es bei 731 ° C erhitzt wird, tritt ein Phasenübergang auf und verdichtet seine Kristalle auf eine kompakte hexagonale Struktur (HCP), die als Phase -β -β bezeichnet wird.

Durch die Fortsetzung der Erwärmung bei einer Temperatur von 922 ° C leidet der Samario weiter.

Samario -Kristalle können auch andere Übergänge erleiden, wenn sie unter hohem Drücken in der Reihenfolge von Tausenden von Kilobares komprimiert werden. Dies ist die tetragonale und doppelt kompakte Sechseckung (DHCP) Einige der in diesen Studien erhaltenen Strukturen.

Elektronische Konfiguration

SAMARIO Elektronische Konfiguration

Die abgekürzte elektronische Konfiguration des Samario lautet:

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[Xe] 6s²4f⁶

Es hat sechs Elektronen in seinen 4F -Orbitalen, was mit seiner Position in der sechsten Gruppe der Lanthanides übereinstimmt. Daher geht es in seiner elektronischen Konfiguration nicht um die vielen Abweichungen, die wir in der Periodenzüchter sehen.

Erhalten

Monazit -Mineralsand, Haupt Rohstoff, um das Samarium zu erhalten. Quelle: d. Kemp, a. C. CilliersSmedly modifiziert von Gretarsson (rote, schlecht sichtbare SCA-Bar durch eine weiße)/CC BY-SA (https: // creitiveCommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)

Obwohl es Teil der Seltenen erden ist, ist die Fülle des Samario der von Zinn und anderen Metallen überlegen. Es ist mit Rost von Seltenerdmetallen verbunden und besteht aus diesen Mineralien wie Cerita, La Gadolinita, La Monazita und La Bastnasita, wobei der Monazit eine der wichtigsten mineralogischen Quellen ist, da es ungefähr 2 enthält.8% Samarium.

Es gibt verschiedene Methoden, um es zu erhalten. Eine von ihnen besteht in der Verarbeitung des Monazitsandes und der Trennung der SM -Ionen³⁺, entweder durch Lösungen und nachfolgende Extraktionen von Lösungsmitteln oder mithilfe der Ionenaustauschchromatographie.

Samarios Ionen werden als SMCL erhalten₃, Sie werden einer Elektrolyse mit einer geschmolzenen Mischung aus NaCl oder CaCl ausgesetzt₂. Andererseits, wenn diese Ionen als SM erhalten werden₂ENTWEDER₃, Dann wird das Oxid in einem Tantaliumschmelzen unter Verwendung von Lantano reduziert, wo Samariumdämpfe aufgrund ihres unteren Siedepunkts destilliert werden. Die Gleichung für diese Reduzierung ist wie folgt:

IHR₂ENTWEDER₃ + 2la → 2SM + die₂ENTWEDER₃

Die Reduktion wird heiß (nahe 1400 ° C) und innerhalb eines Vakuuminduktionsofen.

Verwendet/Anwendungen des Samario

Magnete

SMCO -Magnete werden als Teil der funktionellen Komponenten von Quarzuhren verwendet. Quelle: © 2010 von Tomasz Sienicki [Benutzer: TSCA, Mail: Tomasz.Sienicki bei Google Mail.com]/cc by (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)

Der Samario wird mit dem Kobalt legiert, um die SMCO -Legierungen zu erzeugen, deren Magnetisierung dauerhaft und etwa 10000 Mal höher ist als die von Eisen.

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Diese Samario-Colto-Magnete werden hauptsächlich in den Fensterläden der Kameras, Kopfhörer, Motoren, E-Gitarrenpillen sowie in militärischen Anwendungen verwendet, bei denen sie die Temperaturen von mehr als 400 ° C unterstützen,.

Medizin

Molekularstruktur Quadramet, 153SM-edtmp.

Der Samario selbst ist relativ giftig. Eines seiner radioaktiven Isotope, die jedoch ¹⁵³SM, beklagt sich durch ein EDTMP -Molekül (Ethylendiaminotetramethylen -Phosphonat, Bild oben), dient dazu, Schmerzen bei der Behandlung von Prostatakrebs, Lungen und Brüsten zu bekämpfen. Dieses Medikament heißt Samario (153SM) Lexidronam, kommerziell als Quadramet bekannt.

Kernreaktoren

Das Isotop ¹⁴⁹SM ist ein ausgezeichneter Neutronenabsorption.

Elektronik

Die SMS macht den Temperaturunterschied in Elektrizität und wird daher als thermoelektrisch in verschiedenen Geräten verwendet. Es hat auch die Besonderheit, unter relativ niedrigem Druck metallisch zu werden.

Datierung

Der Alpha -Zerfall des Isotops ¹⁴⁷IHR (T_1/2= 1.06 × 10^elf) zum Isotop ¹⁴³Nd, wird verwendet, um Steine ​​oder Meteoriten innerhalb oder außerhalb der Erde zu datieren. Hat den Vorteil, dass Atome ¹⁴⁷Sm und ¹⁴³Nd teilen die gleichen geologischen Eigenschaften, dh sie leiden während metamorpher Prozesse nicht bei großen Trennungen.

Katalyse

Der Samario wird in organischer Synthese wie SMI verwendet₂, als Reduktionsmittel in zahlreichen Synthese synthetischer Versionen von Naturstücken fungieren. Andererseits der SM₂ENTWEDER₃ Es ist ein Katalysator für die Dehydration und Dehydrierung von Ethanol.

Verweise

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