Element 62 · Lanthanide

Samarium (Sm)

Samarium (Sm) is het element met atoomnummer 62, een zilverkleurig lanthanide dat vooral bekend is van supersterke magneten. Samen met kobalt vormt het magneten die ook bij hoge temperaturen hun kracht houden, ideaal voor motoren en sensoren in vliegtuigen. Daarnaast speelt een radioactieve isotoop van samarium een rol in de pijnbestrijding bij botkanker. Voor zeldzame aarden is het element relatief goed verkrijgbaar.

Samarium in cijfers
SymboolSm
Atoomnummer62
Atoommassa150,36 u
CategorieLanthanide
Groep— (f-blok)
Periode6
Blokf-blok
Fase bij 20 °Cvast
Smeltpunt1072 °C
Kookpunt1794 °C
Dichtheid7,52 g/cm³
Elektronenconfiguratie[Xe] 4f6 6s2
Elektronen per schil2, 8, 18, 24, 8, 2
Elektronegativiteit (Pauling)1,17
Oxidatiegetallen+2, +3
Ontdekt1879 door Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran
Engelse naamSamarium

Eigenschappen van samarium

Samarium is een vrij hard, zilverwit metaal dat in droge lucht langzaam dof wordt en bij verhitting tot ongeveer 150 °C spontaan kan ontbranden. Met water reageert het traag tot samariumhydroxide en waterstofgas. Het meest stabiele oxidatiegetal is +3, maar samarium is een van de weinige lanthaniden die ook gemakkelijk +2 vormen. Samarium(II)jodide, SmI2, is in de organische chemie een geliefd reductiemiddel dat koolstof-koolstofbindingen helpt vormen. Natuurlijk samarium bestaat uit zeven isotopen. Samarium-147 is zwak radioactief met een halfwaardetijd van ruim 100 miljard jaar; de verhouding samarium-147 tot neodymium-143 wordt gebruikt om de ouderdom van gesteenten en meteorieten te bepalen. Samarium-149 vangt heel gemakkelijk neutronen in en hoopt zich op in kernreactoren, waar het als een 'reactorgif' de kettingreactie afremt. Het metaal heeft een opvallende kristalstructuur die bij geen enkel ander element in pure vorm voorkomt.

Naam. Samarium is genoemd naar het mineraal samarskiet, dat zelf vernoemd is naar de Russische mijnofficier Vasili Samarski-Bychovets; zo werd hij de eerste persoon naar wie (indirect) een element is vernoemd.

Atoombouw en plaats in het periodiek systeem

Samarium staat in periode 6 van het periodiek systeem, in het f-blok.

Een neutraal atoom heeft 62 protonen in de kern en 62 elektronen, verdeeld over 6 schillen: 2, 8, 18, 24, 8, 2. Het periodenummer (6) is gelijk aan het aantal schillen.

Buren in het systeem: links/ervoor: Promethium (Pm, 61); rechts/erna: Europium (Eu, 63).

De andere lanthaniden: Lanthaan, Cerium, Praseodymium, Neodymium, Promethium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium.

Voorkomen

Met ongeveer 7 milligram per kilogram aardkorst is samarium ongeveer even algemeen als tin. Het zit vooral in de mineralen monaziet en bastnäsiet, samen met andere zeldzame aarden. De grootste productie vindt plaats in China. Na het fijnmalen en oplossen van het erts worden de lanthaniden via vloeistof-vloeistofextractie of ionenwisseling van elkaar gescheiden, een lastig proces omdat ze chemisch zo op elkaar lijken. Het metaal zelf wordt meestal gemaakt door samariumoxide te reduceren met lanthaan.

Toepassingen

  • Samarium-kobaltmagneten (SmCo5 en Sm2Co17) zijn zeer sterk en blijven magnetisch tot ruim 300 °C, waardoor ze worden gebruikt in vliegtuigen, raketten en precisiemotoren.
  • Het radioactieve samarium-153 wordt gekoppeld aan een fosfonaatmolecuul en ingespoten om pijn door uitzaaiingen in het bot te verlichten.
  • Samariumoxide dient als katalysator, bijvoorbeeld bij het omzetten van ethanol.
  • Samarium(II)jodide is een standaardreagens in organisch-chemische laboratoria voor selectieve reducties.
  • Glas met samariumoxide absorbeert infraroodstraling en wordt gebruikt in optische filters.

Veelgestelde vragen

Waar wordt samarium voor gebruikt?

Het grootste deel van het samarium gaat naar samarium-kobaltmagneten, die sterk zijn en hun magnetisme bij hoge temperaturen behouden. Verder wordt samarium-153 gebruikt in de nucleaire geneeskunde tegen botpijn bij kanker, en dienen samariumverbindingen als katalysator en als reagens in de organische chemie.

Is samarium radioactief?

Natuurlijk samarium is heel zwak radioactief, doordat de isotopen samarium-147 en samarium-148 extreem langzaam vervallen. De straling is zo gering dat ze in het dagelijks leven geen rol speelt. Geologen benutten dit verval juist om de leeftijd van oude gesteenten en meteorieten te bepalen.

Verder lezen