Samario

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Samario
   

62
Sm
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   

promezio ← samario → europio

Aspetto
Aspetto dell'elemento
Aspetto dell'elemento
bianco argenteo
Linea spettrale
Linea spettrale dell'elemento
Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomicosamario, Sm, 62
Serielantanidi
Gruppo, periodo, blocco—, 6, f
Densità7 353 kg/m³
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Termine spettroscopico7F0
Proprietà atomiche
Peso atomico150,36
Raggio atomico (calc.)180 pm
Raggio covalente198±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 suono2130 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 e il suo simbolo è Sm.

Caratteristiche

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Il samario è un metallo dei lantanidi dall'aspetto argenteo, abbastanza stabile all'aria a temperature inferiori a 150 °C; sopra questo 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.

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
  • la realizzazione di assorbitori di neutroni nei reattori nucleari
  • alcune leghe speciali
  • la produzione di magneti permanenti a elevata resistenza alla smagnetizzazione, i magneti samario-cobalto SmCo5
  • produzione di vetri capaci di assorbire la luce infrarossa mediante l'addizione di ossido di samario
  • la disidratazione e la deidrogenazione dell'etanolo, reazioni per cui l'ossido di samario è un catalizzatore
  • la medicina nucleare: l'isotopo 153 è utilizzato in medicina 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].

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 sia l'elemento prendono il nome dall'ingegnere russo Samarskij.

Ruolo biologico

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Il samario non riveste alcun ruolo biologico noto.

Disponibilità

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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.

Tra i composti del samario si annoverano:

Il samario in natura si compone dei 4 isotopi stabili 144Sm, 150Sm, 152Sm, 154Sm e dei 3 isotopi radioattivi 147Sm, 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 emivita di 7×1015 anni, 149Sm con emivita di 2×1015 anni e 147Sm con emivita di 1,06×1011 anni.

Gli altri hanno emivita inferiore a 1,04×108 anni e la maggior parte di essi inferiore a 48 secondi. Questo elemento possiede anche 5 stati metastabili 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 di promezio; quelli più pesanti subiscono invece solitamente il decadimento beta trasformandosi in isotopi dell'europio.

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

  1. ^ (EN) F. F. (Russ) Knapp, Ashutosh Dash, Radiopharmaceuticals for Therapy, su Google Books, Springer, 2016, p. 92, DOI:10.1007/978-81-322-2607-9, ISBN 978-81-322-2606-2, 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)., 1º 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 (archiviato dall'url originale il 22 maggio 2018).

Voci correlate

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Altri progetti

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Collegamenti esterni

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