Samariu (simbol Sm) este elementul chimic cu numărul atomic 62. Este un metal destul de tare și argintiu care se oxidează rapid în aer. Fiind un membru obișnuit al seriei lantanidelor, samariul are de obicei starea de oxidare +3. Sunt cunoscuți, de asemenea, și compuși de samariu divalent, cei mai notabili dintre ei fiind monoxidul de samariu SmO, monocalcogenii de samariu SmS, SmSe și SmTe, precum și iodura de samariu (II). Cel din urmă este un agent reducător în sinteza chimică. Samariul nu are niciun rol biologic semnificativ, fiind doar puțin toxic.
Samariul a fost descoperit de către chimistul francez Paul Emile Lecoq de Boisbaudran în 1879 și denumit după mineralul samarskit, din care a fost izolat. Mineralul în sine a fost numit mai devreme după un rus, colonelul Vasili Samarsky-Bykhovets, care a devenit astfel prima persoană a cărui nume a fost folosit pentru denumirea unui element chimic, cu toate să acest lucru a fost făcut indirect. Deși clasificat ca pământ rar, samariul este al 40-lea cel mai abundent element chimic din crusta Pământului și este mult mai comun ca alte metale ca staniul. Samariul se găsește în concentrație mai mare de 2,8% în unele minerale ca ceritul, gadolinitul, samarskitul, monazitul și bastnäsitul, ultimele două fiind cele mai comune surse comerciale ale elementului. Aceste minerale sunt cel mai adesea găsite în China, Statele Unite ale Americii, Brazilia, India, Sri Lanka și Australia; China este de departe liderul mondial la mineritul și producția de samariu.
Cea mai mare aplicație comercială a samariului este în magnetul samariu-cobalt, dar care este inferior ca magnetizare permanentă doar magnetului cu neodim; totuși, compușii samariului pot rezista în mod semnificativ temperaturilor înalte (mai mari de 700 °C) fără să își piardă proprietățile lor magnetice. Izotopul radioactiv samariu-153 este componentul activ al compusului radiofarmaceutic samariu (153Sm) lexidronam (numit și Quadramet), care ucide celulele canceroase în cazul cancerului pulmonar, cancerului de prostată, cancerului mamar și în cazul osteosarcomului. Alt izotop, samariu-149, este prezintă o secțiune ridicată de captură eficace a neutronilor, motiv pentru este utilizat drept otravă neutronică în barele de siguranță și control ale reactorilor nucleari. De asemenea, el se formează ca produs de dezintegrare din timpul funcționării reactorului și este unul dintre factorii importanți luați în considerare în planul și în activitatea reactorului. Alte aplicații ale samariului includ cataliza reacțiilor chimice, datarea radioactivă și laserele cu raze X.
Istorie Descoperirea samariului și a altor elemente chimice a fost anunțată de unii savanți în cea de-a doua jumătate a secolului al IX-lea; totuși, cele mai multe surse îi dau prioritate chimistului francez Paul Émile Lecoq de Boisbaudran.Greenwood, p. 1229Samariul, Encyclopædia Britannica on-line Boisbaudran a izolat oxidul și/sau hidroxidul de samariu în Paris în 1879 din mineralul numit samarskit ((Y,Ce,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16) și a identificat un nou element în acesta cu ajutorul liniilor de absorbție optică. Chimistul elvețian Marc Delafontaine a anunțat descoperirea unui nou element, decipiu (din latinescul decipiens ce înseamnă "înșelător, inducător în eroare") în 1878, dar mai târziu, între 1880 și 1881 a demonstrat că așa-zisul nou element era un amestec de elemente, dintre care unul era samariu. În ciuda faptului că samarskitul a fost descoperit în regiunile îndepărtate ale Rusiei din Munții Urali, spre sfârșitul anilor 1870, alte depozite din acest mineral au fost localizate și în multe alte locuri, făcând astfel mineralul disponibil pentru mulți cercetători. În special, a fost descoperit că samariul izolat de Boisbaudran a fost impur și conținea, de asemenea, cantități comparabile de europiu. Elementul pur a fost produs doar în 1901 de către Eugène-Anatole Demarçay.
Boisbaudran și-a denumit elementul samaria, după numele mineralului samarskit, care i-a adus onoarea lui Vasili Samarsky-Bykhovets (1803–1870). Samarsky-Bykhovets, ca Șef al Statului Major al Corpului de Inginerie Minieră din Rusia, avea acces acordat la doi mineralogi germani, anume la frații Gustav Rose și Heinrich Rose, pentru a studia eșantioane din acest mineral direct în Munții Urali.Samarskite, Marea Enciclopedie Sovietică (în rusă)Shipley, Joseph Twadell. The Origins of English Words: A Discursive Dictionary of Indo-European Roots, JHU Press, 2001, p.90. ISBN 0-8018-6784-3 În acest sens, samariul a fost primul element chimic denumit după numele unei persoane. Mai târziu, denumirea de samaria utilizată de Boisbaudran a fost transformată în samarium, pentru a fi conform restului elementelor; în plus, astăzi samaria desemnează oxidul de samariu, prin analogie cu yttria, zirconia, alumina, ceria, holmia, etc. Simbolul sugerat pentru samariu a fost Sm; totuși un simbol alternativ, Sa a fost folosit frecvent până în anii 1920.Samariu: Istorie și etimologie
Precedent descoperirii tehnologiei de separare a schimbului de ioni din anii 1950, samariul nu avea nicio utilizare comercială în formă pură. Totuși, un rest din urma purificării cristalizării fracționale a neodimului conținea un amestec de samariu și gadoliniu care a primit numele de "Amestecul Lindsay" după denumirea companiei care îl fabrica. Se crede că acest material a fost folosit în tijele de protecție din cele mai timpurii reactori nucleari. În prezent, același produs este cunoscut sub denumirea de "samariu-europiu-gadoliniu" (SEG) concentrat.Chemistry in Its Element – Samarium, Royal Society of Chemistry Acesta este preparat prin extracția solventului dintr-un amestec de lantanide izolate din bastnäsit (sau din monazit). Din moment ce lantanidele mai grele au o mai mare afinitate pentru solventul folosit, ele sunt ușor de extras din grămadă folosind proporții relativ mici de solvent.
Nu toți producătorii de pământuri rare care procesează bastnäsite fabrică la dimensiuni destul de mari pentru a putea continua mai departe cu separarea componentelor produsului SEG, care reprezintă de fapt doar unul sau două procente din zăcământul original. De aceea, asemenea producători vor face SEG-ul cu scopul de a-l putea comercializa unor procesatori specializați. În acest mod, conținutul valoros de europiu din zăcământ este salvat pentru a fi folosit în fabricarea fosforului. Purificarea samariului constă în îndepărtarea europiului. Din 2012, fiind la supraofertă, oxidul de samariul este mult mai ieftin pe scara comercială decât cum ar trebui să sugereze abundența sa naturală din zăcământ.
Proprietăți fizice
Samariul este un pământ rar, având duritatea și densitatea asemănătoare cu cea a zincului. Cu punctul de topire de 1794 °C, samariul este al treilea cel mai volatil lantanid după yterbiu și europiu; această proprietate facilitează separarea samariului din minereu. În condiții normale, samariul are în mod normal structura trigonală (forma α). Supus încălzirii la 731 °C, simetria cristalelor de samariu se schimbă în hexagonală compactă; totuși, temperatura de tranziție depinde de puritatea metalului. Încălzirea la 922 °C duce metalul într-o formă cristalină cubică cu fețe centrate. Încălzirea la 300 °C combinată cu comprimarea la 40 de kbari rezultă într-o structură hexagonală compactă cu două fețe. Aplicând o presiune mai mare de ordinul a sute sau mii de kilobari apare o serie de transformări ale fazelor cristalelor, mai ales faza tetragonală, ce apare la aproximativ 900 kbari. Într-un studiu a rezultat că faza hexagonală compactă cu două fețe poate fi produsă fără compresie, folosind un regim de coacere neechilibrată cu schimb de temperatură rapid între limita de 400 °C și 700 °C. Astfel se poate confirma caracterul tranzitiv acestei faze a samariului. De asemenea, pojghițele subțiri de samariu obținute prin depunerea de vapori ar putea conține fazele hexagonale compacte și hexagonale compacte cu două fețe în condiții ambiante.
Samariul (și sescvioxidul său) În limba română, traducerea corectă a sesquioxid din engleză este sescvioxid sunt paramagnetici la temperatura camerei. Momentele magnetice efective corespunzătoare acestora, mai mici de 2 µB, sunt pe locul al treilea printre lantanide (și oxizii lor), după lantan și lutețiu. Metalul devine antiferomagnetic supus încălzirii la 14,8 K. Atomii individuali de samariu pot fi izolați prin încapsularea lor printre molecule de fulerenă. De asemenea, atomii pot fi dopați între moleculele de C60 din fulerenele solid, făcându-l superconductiv la temperaturi mai joase de 8 K. Doparea samariului cu superconductori pe bază de fier -care constituie cea mai recentă clasă de supercondutori de temperatură înaltă descoperiți- permite sporirea temperaturii lor de tranziție la 56 K, care este cea mai mare valoare atinsă până acum în această serie. thumb|right|200px|Eșantion de samariu; se poate observa culoarea și luciul metalic al acestuia.
Proprietăți chimice Samariul are valența +2 și +3, iar electronegativitatea sa este de 1,17.Proprietăți samariu Accesat la 5 octombrie 2012 Samariul proaspăt preparat are un luciu argintiu. În aer, samariul se oxidează lent la temperatura camerei și se aprinde în mod spontan la 150 °C. Chiar și păstrat sub ulei mineral, samariul se oxidează progresiv și prinde la suprafață o pojghiță de culoare gri-gălbuie datorată formării amestecului de oxid-hidroxid. Aspectul metalic al unei probe poate fi conservat prin sigilarea sa sub un gaz inert ca argonul.
Samariul este complet electropozitiv și reacționează lent cu apa rece și foarte repede cu cea fierbinte pentru a forma hidroxidul de samariu:
Samariul se dizolvă repede în acid sulfuric diluat pentru a forma o soluție ce conține ioni de samariu (III) de culoare galbenă-vernil Greenwood, p. 1243, care există sub formă de complecși [Sm(OH2)9]3+:
Samariul este unul dintre singurele lantanide care prezintă starea de oxidare +2. Ionii Sm 2+ sunt roșii-sângerii în soluție.Greenwood, p.1248 thumb|right|200px|Straturile electronice ale atomului de samariu Compuși Formulă Culoare Simetrie Grup spațial Nr. Simbol Pearson a (pm) b (pm) c (pm) Z Densitate, g/cm3 Sm argintie trigonal Rm 166 hR9 362.9 362.9 2621.3 9 7.52 Sm argintie hexagonal P63/mmc 194 hP4 362 362 1168 4 7.54 Sm argintie tetragonal I4/mmm 139 tI2 240.2 240.2 423.1 2 20.46 SmO aurie cubic Fmm 225 cF8 494.3 494.3 494.3 4 9.15 Sm2O3 trigonal Pm1 164 hP5 377.8 377.8 594 1 7.89 Sm2O3 monoclinic C2/m 12 mS30 1418 362.4 885.5 6 7.76 Sm2O3 cubic Ia 206 cI80 1093 1093 1093 16 7.1 SmH2 cubic Fmm 225 cF12 537.73 537.73 537.73 4 6.51 SmH3 hexagonal Pc1 165 hP24 377.1 377.1 667.2 6 Sm2B5 gri monoclinic P21/c 14 mP28 717.9 718 720.5 4 6.49 SmB2 hexagonal P6/mmm 191 hP3 331 331 401.9 1 7.49 SmB4 tetragonal P4/mbm 127 tP20 717.9 717.9 406.7 4 6.14 SmB6 cubic Pmm 221 cP7 413.4 413.4 413.4 1 5.06 SmB66 cubic Fmc 226 cF1936 2348.7 2348.7 2348.7 24 2.66 Sm2C3 cubic I3d 220 cI40 839.89 839.89 839.89 8 7.55 SmC2 tetragonal I4/mmm 139 tI6 377 377 633.1 2 6.44 SmF2 violet cubic Fmm 225 cF12 587.1 587.1 587.1 4 6.18 SmF3 albă ortorombic Pnma 62 oP16 667.22 705.85 440.43 4 6.64 SmCl2 maro ortorombic Pnma 62 oP12 756.28 450.77 901.09 4 4.79 SmCl3 galbenă hexagonal P63/m 176 hP8 737.33 737.33 416.84 2 4.35 SmBr2 maro ortorombic Pnma 62 oP12 797.7 475.4 950.6 4 5.72 SmBr3 galbenă ortorombic Cmcm 63 oS16 404 1265 908 2 5.58 SmI2 verdeGreenwood, p. 1241 monoclinic P21/c 14 mP12 SmI3 portocalie trigonal R 63 hR24 749 749 2080 6 5.24 SmN cubic Fmm 225 cF8 357 357 357 4 8.48 SmP cubic Fmm 225 cF8 576 576 576 4 6.3 SmAs cubic Fmm 225 cF8 591.5 591.5 591.5 4 7.23
Oxizi