Samarium

Eigenschaften des Elements

Einordnung in das Periodensystem
der Elemente und Eigenschaften
Atombau
Ordnungszahl: 6262 Protonen
62 Elektronen
6. Periode6 besetzte Elektronenschalen
Gruppe der Lanthanoide3 (8) Außenelektronen
Elektronenkonfiguration im Grundzustand[Xe] 6s24f6
Elektronegativität1,2
Ionisierungsenergie in eV5,63
häufigste Oxidationszahlen+3
Atommasse des Elements in u150,35
Atomradius in 10- 1 0m1,802
Ionenradius in 10- 1 0m1,00 (+3)
Aggregatzustand im Normalzustandfest

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in Bild bei 25 °C

7,54

Härte nach Mohs 
Schallgeschwindigkeit in Bild2130
Schmelztemperatur in °C1070
spezifische Schmelzwärme in Bild72,5
Siedetemperatur in °C1900
spezifische Verdampfungswärme in Bild1274,3
Standardentropie S0 in Bild 
Wärmeleitfähigkeit in Bild bei 27 °C13,3
spezifische Wärmekapazität in Bild0,197
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3 Bild 
spez. elektrischer Widerstand in Bild0,9410
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre,
Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)
0,000 6

Isotope des Elements 

Ordnungszahl ZMassen- zahl AAtommasse in uHäufigkeit
in %
Art der Strahlung
und Energie in MeV
Halbwertszeit
62144143,9113,0%  
 147146,91415,0%α: 2,2351,3 · 101 1 a
 148147,91411,2%

α: 1,96

2 · 101 3 a
 149148,91713,8% 4 · 101 4 a
 150149,9177,4%  
 152151,91926,8%  
 154153,92222,8%  

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

Bild-Samarium bildet ein rhomboedrisches Metallgitter.

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