Samario

elemento chimico con numero atomico 62
Samario
   

62
Sm
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
promezio ← samario → europio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
bianco argenteo
Generalità
Nome, simbolo, numero atomicosamario, Sm, 62
Serielantanidi
Gruppo, periodo, blocco—, 6, f
Densità7 353 kg/m³
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico150,36
Raggio atomico (calc.)180 pm
Raggio covalente(198 ± 8) pm
Configurazione elettronica[Xe]6s24f6
e per livello energetico2, 8, 18, 24, 8, 2
Stati di ossidazione3 (debolmente basico)
Struttura cristallinaromboedrica
Proprietà fisiche
Stato della materiasolido
Punto di fusione1 345 K (1 072 °C)
Punto di ebollizione2 067 K (1 794 °C)
Volume molare19,98 × 10−6 /mol
Entalpia di vaporizzazione165 kJ/mol
Calore di fusione8,62 kJ/mol
Tensione di vapore563 Pa a 1 345 K
Velocità del suono2 130 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS7440-19-9
Elettronegatività1,17 (scala di Pauling)
Calore specifico200 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica9,56 × 105 /m·Ω
Conducibilità termica13,3 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione544,5 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione1 070 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione2 260 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione3 990 kJ/mol
Isotopi più stabili
isoNATDDMDEDP
144Sm3,07% Sm è stabile con 82 neutroni
146Smsintetico 1,03 × 108  anniα2,529142Nd
147Sm14,99% 1,06 × 1011 anniα2,310143Nd
148Sm11,24% 7 × 1015  anniα1,986144Nd
149Sm13,82% >2 × 1015  anniα1,870145Nd
150Sm7,38% Sm è stabile con 88 neutroni
152Sm26,75% Sm è stabile con 90 neutroni
153Sm
154Sm22,75% Sm è stabile con 92 neutroni
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

Il samario è l'elemento chimico di numero atomico 62. Il suo simbolo è Sm.

Indice

CaratteristicheModifica

Il samario è un metallo dei lantanidi dall'aspetto argenteo, abbastanza stabile all'aria a temperature inferiori a 150 °C; al di sopra di tale limite si incendia spontaneamente.

Esiste in tre forme cristalline differenti in funzione della temperatura; le temperature di conversione tra di esse sono 734 °C e 922 °C.

ApplicazioniModifica

Tra gli usi del samario rientrano:

  • la produzione di lampade ad arco per la cinematografia, insieme ad altri elementi delle terre rare
  • il drogaggio dei cristalli di CaF2 per la realizzazione di laser e maser
  • come assorbitore di neutroni nei reattori nucleari
  • leghe speciali
  • magneti samario-cobalto; SmCo5 è usato per produrre magneti permanenti ad elevata resistenza alla smagnetizzazione
  • l'ossido di samario è usato per produrre vetri capaci di assorbire la luce infrarossa
  • l'ossido di samario è un catalizzatore per la disidratazione e per la deidrogenazione dell'etanolo
  • L'isotopo 153 è utilizzato in medicina nucleare per la terapia delle metastasi ossee. Il samario 153 è sintetizzato a partire da altri isotopi dello stesso elemento esistenti in natura[1], la cui stabilità come per il 152Sm è stata oggetto di studio fin dagli anni '60[2], unitamente ad alcune affinità con altri elementi[3][4].

StoriaModifica

Il samario fu individuato per la prima volta nel 1853 per via spettroscopica dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac, che ne ipotizzò la presenza nel didimio a partire da alcune righe spettrali. Fu poi il francese Paul Émile Lecoq de Boisbaudran a isolarlo nel 1879 dalla samarskite. Sia quest'ultimo minerale che l'elemento prendono il nome da un russo, l'ingegnere Samarskij.

Ruolo biologicoModifica

Il samario non riveste alcun ruolo biologico noto.

DisponibilitàModifica

Il samario non si trova in natura allo stato nativo; come gli altri elementi delle terre rare è contenuto in diversi minerali, tra cui la monazite, la bastnasite e la samarskite. La monazite (che ne contiene fino a 2,8%) e la bastnasite sono le principali fonti industriali di questo elemento.

Solo in tempi relativamente recenti è stato possibile isolare il samario in forma abbastanza pura attraverso tecniche di scambio ionico, estrazione in solvente e galvanostegia.

Il samario metallico è spesso preparato per elettrolisi di una miscela di cloruro di samario e cloruro di sodio o cloruro di calcio fusi. Può essere preparato anche per riduzione dei suoi sali con il lantanio.

CompostiModifica

IsotopiModifica

Il samario in natura si compone di 4 isotopi stabili144Sm, 150Sm, 152Sm, 154Sm – e di 3 isotopi radioattivi147Sm, 148Sm, 149Sm. Di questi 152Sm è l'isotopo più abbondante e rappresenta in 26,75% del totale.

Gli isotopi radioattivi del samario sono 32, i più stabili sono 148Sm (con un'emivita di 7 × 1015 anni), 149Sm (2 × 1015 anni) e 147Sm (1,06 × 1011 anni). Gli altri hanno un'emivita inferiore a 1,04 × 108 anni e la maggior parte di essi, inferiore a 48 secondi. Questo elemento possiede anche 5 metastati di cui i più stabili sono 141mSm (emivita: 22,6 minuti), 143m1Sm (66 secondi) e 139mSm (10,7 secondi).

La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 152Sm è la cattura elettronica con conseguente trasformazione in isotopi del promezio; quelli più pesanti subiscono invece preferenzialmente un decadimento beta trasformandosi in isotopi dell'europio.

PrecauzioniModifica

Come per gli altri lantanidi, anche i composti del samario posseggono una tossicità medio-bassa, benché non ancora studiata in dettaglio.

BibliografiaModifica

Voci correlateModifica

Altri progettiModifica

Collegamenti esterniModifica

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  1. ^ (EN) F. F. (Russ) Knapp, Ashutosh Dash, Radiopharmaceuticals for Therapy, su Google Books, Springer, 2016, DOI:10.1007/978-81-322-2607-9, ISBN 978-8132226062, LCCN 2015960843. URL consultato il 21 Maggio 2018.
    «Natural samarium can also be used for the production of 153Sm, and the product SA will still be sufficient for the preparation of low-SA radiopharmaceuticals.».
  2. ^ (EN) Gustafson, C.; Lamm, I.L.; Nilsson, B.; Nilsson, S.G., Nuclear Deformabilities in the Rare-Earth and Actinide Regions with Ther Excursions Off The Stability Line and into the Super Heavy Region, in Arkiv för Fysik, 36: 613-27(1967)., 1 Gennaio 1966.
    «From International Symposium on Why and How Should We Investigate Nuclides Far Off the Stability Line, Lysekil, Sweden. See CONF-660817».
  3. ^ (EN) R.B.Firestone, V.S. Shirley, Tables of Isotopes, 8a edizione, John Wiley and Sons, 1998. , integrabile con il The Lund/LNBL Nuclear Data Search versione 2.0 del Febbraio 1999, LBNL di Berkleley in collaborazione con il Dipartimento di Fisica dell'Università di Lund (Svezia)}}
  4. ^ (EN) 153 Sm, su isotopes.gov. URL consultato il 21 Maggio 2018.