Samarium
Samarium, das 5. Element der Gruppe der Lanthanoide, ist ein silberweiß glänzendes Schwermetall. An der Luft bildet es eine Schutzschicht, die aus Hydroxiden und Carbonaten besteht. Das Metall löst sich in verdünnten Säuren, wobei gelbe Sm(III)-Lösungen entstehen. Zur Darstellung wird Samarium von den anderen Seltenerdmetallen abgetrennt und das Oxid, Sm2O3, mit Lanthan zum Metall reduziert. Es wird u. a. als Neutronenfänger in Kernreaktoren und zur Herstellung von Dauermagneten verwendet.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 62 | 62 Protonen 62 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| Gruppe der Lanthanoide | 3 (8) Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | [Xe] 6s24f6 |
| Elektronegativität | 1,2 |
| Ionisierungsenergie in eV | 5,63 |
| häufigste Oxidationszahlen | +3 |
| Atommasse des Elements in u | 150,35 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,802 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 1,00 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 7,54 |
| Härte nach Mohs | |
Schallgeschwindigkeit in  | 2130 |
| Schmelztemperatur in °C | 1070 |
spezifische Schmelzwärme in  | 72,5 |
| Siedetemperatur in °C | 1900 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 1274,3 |
Standardentropie S0 in  | |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 13,3 |
spezifische Wärmekapazität in  | 0,197 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 0,9410 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,000 6 |
Isotope des Elements
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 62 | 144 | 143,911 | 3,0% | ||
| 147 | 146,914 | 15,0% | α: 2,235 | 1,3 · 101 1 a | |
| 148 | 147,914 | 11,2% | α: 1,96 | 2 · 101 3 a | |
| 149 | 148,917 | 13,8% | 4 · 101 4 a | ||
| 150 | 149,917 | 7,4% | |||
| 152 | 151,919 | 26,8% | |||
| 154 | 153,922 | 22,8% |
Weitere Eigenschaften
Samarium tritt in zwei Modifikationen auf: α-Samarium und β-Samarium, welche unter bestimmten Bedingungen ineinander überführbar sind. Es ist ein silbergrau glänzendes Schwermetall. In seinen Verbindungen bildet es die Oxidationsstufen II und III aus, wobei die Stufe III die wichtigste darstellt. Aufgrund seiner stark negativen Normalpotenziale ist Samarium ein unedles Metall und ein starkes Reduktionsmittel. Es ist ein sehr reaktionsfähiges Element. An Luft läuft es schnell an unter Bildung einer Schutzschicht. Dadurch bleibt das Metall vor weiteren Angriffen geschützt. In Mineralsäuren löst es sich rasch unter Wasserstoffbildung auf.
Entdeckung
1879 wies der französische Chemiker PAUL-ÈMILE LECOQ DE BOISBAUDRAN (1838-1912) Samarium mit spektralanalytischen Untersuchungen in einer Didymerde nach. Er nannte es Samarium nach dem Mineral Samarskit, in dem er das neue Element entdeckte, und gab ihm das chemische Symbol «Sm». PER TEODOR CLEVE (1840-1905) stellte das Metall erstmals 1880 in unreiner Form her, 1901 gelang es EUGÉNE-ANATOLE DEMARCAY (1852-1903), Samarium durch fraktionierte Kristallisation in reiner Form herzustellen.
Vorkommen/Herstellung
Samarium steht an 44. Stelle der Elementhäufigkeit. In der Natur kommt es meist mit den anderen Lanthanoiden zusammen vor, z. B. in Ceriterden (in Monazit, Bastnäsit, Samarskit, Euxenit) sowie in anderen kompliziert zusammengesetzten Cerium-Silicaten. Die wichtigsten Vorkommen liegen in Skandinavien, Indien, Russland und den USA. Die Herstellung erfolgt nach der Anreicherung der Erze und Trennung der Lanthanoide durch metallothermische Reduktion des Oxids Sm2O3 mit Calcium oder Lanthan.
Verwendung
Samarium dient vor allem dazu, hochwertige Legierungen mit Cobalt herzustellen (z. B. für Dauermagnete). Es wird auch zur Dotierung von Calciumchlorid für die Laser- und Masertechnik verwendet und wegen seines großen Wirkungsquerschnitts für thermische Neutronen als Neutronenabsorber in Kernreaktoren. Samarium(III)-oxid eignet sich als Katalysator bei der Dehydrierung und Dehydratisierung von Ethanol. In optischen Gläsern werden Samariumverbindungen zur Verbesserung der IR-Absorption sowie zur Aktivierung von Leuchtstoffen verwendet.
Wichige Verbindungen
Eine Samarium-Legierung mit Cobalt (SmCo5) wird für Dauermagnete verwendet. Das Oxid Sm2O3 ist gelb gefärbt.
Bau
-Samarium bildet ein rhomboedrisches Metallgitter.
