Самарий — химический элемент ; он имеет символ Sm и атомный номер 62. Это умеренно твердый серебристый металл , который медленно окисляется на воздухе. Будучи типичным представителем ряда лантаноидов , самарий обычно имеет степень окисления +3. Также известны соединения самария (II), в первую очередь монооксид SmO, монохалькогениды SmS, SmSe и SmTe, а также йодид самария (II) .
Открытый в 1879 году французским химиком Полем-Эмилем Лекоком де Буабодраном , самарий был назван в честь минерала самарскита , из которого он был выделен. Сам минерал был назван в честь российского горного чиновника, полковника Василия Самарского-Быховца , который, таким образом, стал первым человеком, в честь которого, хотя и косвенно, был назван химический элемент.
Самарий занимает 40-е место по распространенности в земной коре и встречается чаще, чем такие металлы, как олово . Он встречается в концентрации до 2,8% в нескольких минералах, включая церит , гадолинит , самарскит, монацит и бастнезит , причем два последних являются наиболее распространенными коммерческими источниками элемента. Эти минералы в основном встречаются в Китае, США, Бразилии, Индии, Шри-Ланке и Австралии; Китай на сегодняшний день является мировым лидером по добыче и производству самария.
Основное коммерческое использование самария находится в самарий-кобальтовых магнитах , [9] которые имеют постоянную намагниченность, уступающую только неодимовым магнитам ; однако соединения самария могут выдерживать значительно более высокие температуры, выше 700 ° C (1292 ° F), не теряя своих постоянных магнитных свойств. Радиоизотоп самарий-153 является активным компонентом препарата самария ( 153 См) лексидронама (Квадрамет), который убивает раковые клетки при раке легких , раке предстательной железы , раке молочной железы и остеосаркоме . Другой изотоп, самарий-149 , является сильным поглотителем нейтронов , поэтому его добавляют в управляющие стержни ядерных реакторов . Он также образуется как продукт распада во время работы реактора и является одним из важных факторов, учитываемых при проектировании и эксплуатации реактора. Другие применения самария включают катализ химических реакций , радиоактивное датирование и рентгеновские лазеры . В частности, йодид самария (II) является распространенным восстановителем в химическом синтезе .
Самарий — редкоземельный элемент , по твердости и плотности близкий к цинку . С температурой кипения 1794 ° C (3261 ° F) самарий является третьим по летучести лантаноидом после иттербия и европия и сравним в этом отношении со свинцом и барием ; это помогает отделить самария от его руд. [11] [12] Свежеприготовленный самарий имеет серебристый блеск и становится более тусклым при окислении на воздухе. Подсчитано, что самарий имеет один из самых больших атомных радиусов среди элементов; при радиусе 238 пм крупнее только калий , празеодим , барий , рубидий и цезий . [13]
В условиях окружающей среды самарий имеет ромбоэдрическое строение (α-форма). При нагревании до 731 ° C (1348 ° F) его кристаллическая симметрия меняется на гексагональную плотноупакованную ( ГПУ ); фактическая температура перехода зависит от чистоты металла. Дальнейший нагрев до 922 °C (1692 °F) превращает металл в объемноцентрированную кубическую ( ОЦК ) фазу. Нагрев до 300 ° C (572 ° F) плюс сжатие до 40 кбар приводит к образованию двойной шестиугольной плотноупакованной структуры ( dhcp ). Более высокое давление порядка сотен и тысяч килобар вызывает ряд фазовых превращений, в частности появление тетрагональной фазы при давлении около 900 кбар. [14] В одном исследовании фазу ДГПУ можно было получить без сжатия, используя неравновесный режим отжига с быстрым изменением температуры между примерно 400 ° C (752 ° F) и 700 ° C (1292 ° F), что подтверждает переходный характер этой самариевой фазы. Тонкие пленки самария, полученные осаждением из паровой фазы, в условиях окружающей среды могут содержать фазы ГПУ или ДГПУ . [14]