Samarium

Samarium is 'n silwerwit metaal. Dit is in 1879 deur Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran ontdek. Die mineraal samarskiet, waaruit samarium die eerste keer geïsoleer is, is vernoem na kolonel Samarsky, 'n Russiese mynbeampte. ^[1]

Die metaal is relatief stabiel by kamertemperatuur in droë lug, maar dit ontbrand wanneer dit bo 150 °C verhit word en vorm 'n oksiedbedekking in klam lug. Soos europium het samarium 'n relatief stabiele oksidasietoestand (II).^[2]

Samarium is die vyfde volopste van die lantaniede en is byna vier keer so algemeen as tin. Dit word nooit vry in die natuur gevind nie, maar is vervat in baie minerale, insluitend monasiet, bastnäsiet en samarskiet. Samariumbevattende ertse word gevind in die VSA, China, Brasilië, Indië, Australië en Sri Lanka. Wêreldproduksie van samariumoksied is ongeveer 700 ton per jaar en wêreldwye reserwes word op ongeveer 2 miljoen ton geraam.^[2]

Isotope

Samarium kom as sewe isotope voor, waarvan drie radioaktief is met uiters lang halfleeftye. Die isotope en hul natuurlike voorkoms is *samarium-144 (3,1%)

samarium-147 (15%) (radioaktief: 110 miljard jaar)
samarium-148 (11%) (radioaktief: 8 000 triljoen jaar)
samarium-149 (14%) (radioaktief: 10 000 triljoen jaar)
samarium-150 (7,4%)
samarium-152 (27%)
samarium-154 (23%).

Die drie radioaktiewe isotope wat natuurlik voorkom se uiters lang halfleeftye maak dat hulle in wese nie van die stabiele (nie-radioaktiewe) isotope onderskei kan word nie.^[3]

Daar is nege sterk radioaktiewe isotope van samarium wat sintesies vervaardig kan word. Van hierdie nege het net twee halfleeftye lank genoeg om kommer by die Departement van Energie (DOE) te regverdig. Die halfleeftye van die ander samarium-isotope is minder as een jaar. Radioaktiewe samarium-isotope word geproduseer deur die splitsing van uraan en plutonium, wat in kernkragreaktors algemeen is. Die samarium-isotope met korter lewensduur (dié met halfleeftye minder as een jaar) wat 20 jaar gelede geproduseer is, het sedertdien lank verval. Van die twee langerlewende isotope, is samarium-146 nie 'n groot kommer by DOE-terreine nie as gevolg van sy geringe voorkoms en baie lank halfleeftyd, wat vertaal in 'n laag spesifieke aktiwiteit. Dit beperk sy radioaktiewe gevare. Dié isotoop wat die meeste kommer verwek, is samarium-151. Dit is 'n radionuklied met 'n halfleeftyd van 90 jaar wat verval deur 'n relatief lae-energie beta-deeltjie uit te straal.^[3]

Samarium-151 word deur kernsplyting vervaardig. Wanneer 'n atoom van uraan-235 (of 'n ander splytbare nuklied) splyt, verdeel dit gewoonlik asimmetries in twee groot fragmente (splitsingsprodukte met massagetalle van ongeveer 90 en 140) en twee of drie neutrone. Die splitsingsopbrengs van samarium-151 is ongeveer 0,4%. Dit wil sê dat per 1 000 splitsings ongeveer vier atome van samarium-151 geproduseer word. Samarium-151 is 'n beduidende radionuklied in gebruikte kernbrandstof, die hoëvlak radioaktiewe afval wat voortspruit uit die verwerking van gebruikte kernbrandstof, en in radioaktiewe afval wat verband hou met die werking van kernreaktors en brandstofherverwerkingsaanlegte. Daarbenewens is samarium-149 'n baie goeie absorbeerder van neutrone, wat dikwels in kernreaktorbeheerstawe gebruik word. Die vangs van twee neutrone deur samarium-149 lei tot die vorming van samarium-151.^[3]

Kristalstruktuur

α-Samarium kirstalliseer in 'n rombëdriese (trigonale) struktuur (a=362,0pm; c=2624,9pm) wat die argetipe is van die C19-struktuur van die strukturbericht-klassifikasie.^[4] Die struktuur is eers in 1953 deur Ellinger en Zachariasen bepaal ^[5]. Die eenheidsel bestaan uit 'n stapeling van nege lae met digpakking. Later het Daane et. al ^[6] die struktuur opnuut bepaal en gevind dat die struktuur wanorde bevat. Waarom 'n metallike element so'n ingewikkelde struktuur besit, is nie duidelik nie.

Gebruike

Die verbinding met kobalt SmCo₅ word gebruik om 'n permanente magneetmateriaal te maak.^[2] Samarium-kobaltmagnete is baie kragtiger as ystermagnete. Hulle bly magneties by hoë temperature en word in mikrogolftoepassings gebruik. Hulle het die miniaturisering van elektroniese toestelle soos oorfone en die ontwikkeling van persoonlike stereo's moontlik gemaak. Neodimiummagnete word egter nou meer algemeen gebruik. Samarium word gebruik om kalsiumchloriedkristalle te doop vir gebruik in optiese lasers. Dit word ook gebruik in infrarooi absorberende glas en as 'n neutronabsorbeerder in kernreaktore. Soos ander lantaniede, word samarium gebruik in koolstofboogbeligting vir ateljeebeligting en projeksie.^[1] Samarium word as 'n katalisator in sekere organiese reaksies gebruik: die samariumjodied SmI₂ word deur organiese navorsingskemikers gebruik om sintetiese weergawes van natuurlike produkte te maak. Die oksied, samaria, word gebruik vir die maak van spesiale infrarooi adsorberende glas en kerns van koolstofbooglamp-elektrodes en as 'n katalisator vir die dehidrasie en dehidrogenering van etanol. ^[2]

Sien ook Kategorie:Verbindings van samarium

Verwysings

↑ ^1,0 ^1,1 "Samarium". RSC.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 "Samarium". Lenntech.
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 "Human Health Fact Sheet; Samarium" (PDF). HPS.
↑ "α–Sm (C19) Structure: A_hR3_166_ac". Aflow.
↑ Ellinger, F. H. & Zachariasen, W. H. (1953). "The Crystal Structure of Samarium Metal and of Samarium Monoxide1". J. Amer. Chem. Soc. 75: 5650.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
↑ A. H. DAANE, R. E. RUNDLE, H. G. SMITH AND F. H. SPEDDING (1954). "The Crystal Structure of Samarium*". Acta Cryst. 7: 532.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)