サマリウム

プロメチウム - サマリウム - ユウロピウム Sm Pu     250px 周期表
一般特性
名称, 記号, 番号	サマリウム, Sm, 62
元素の分類	ランタノイド
族, 周期, ブロック	3, 6 , f
密度, 硬度	7353 kg/m3, no data
色	銀白色 120px
原子特性
原子量	150.36(2) u
原子半径（計算値）	185 (238) pm
共有結合半径	no data
WDF半径	no data
電子配置	[Xe]6s24f6
電子殻	2, 8, 18, 24, 8, 2
酸化数（酸化物）	3（中度塩基性）
結晶構造	三方晶
物理特性
相	固体 （常温では常磁性体）
融点	1345 K (1072 ℃、1962 °F)
沸点	2076 K (1803 ℃、3261 °F)
モル体積	19.98 ×10-3 m3/mol
気化熱	166.4 kJ/mol
融解熱	8.63 kJ/mol
蒸気圧	563 Pa (1345 K)
音の伝わる速さ	2130 m/s (293.15 K)
その他
クラーク数	0.0006 %
電気陰性度	1.17（ポーリング）
比熱容量	200 J/(kg·K)
導電率	0.956 ×106 S m−1
熱伝導率	13.3 W/(m·K)
第1イオン化エネルギー	544.5 kJ/mol
第2イオン化エネルギー	1070 kJ/mol
第3イオン化エネルギー	2260 kJ/mol
第4イオン化エネルギー	3990 kJ/mol
（比較的）安定同位体
同位体 NA 半減期 DM DE MeV DP 144Sm 3.07% 中性子82個で安定。 146Sm {syn.} 1.03×108 年 α 2.529 142Nd 147Sm 14.99% 1.06×1011 年 α 2.310 143Nd 148Sm 11.24% 7×1015 年 α 1.986 144Nd 149Sm 13.82% 2×1015 年 α   145Nd 150Sm 7.38% 中性子88個で安定。 152Sm 26.75% 中性子90個で安定。 154Sm 22.75% 中性子92個で安定。

サマリウム (Samarium) は原子番号 62 の元素。元素記号は Sm。漢字では釤。希土類元素の一つ（ランタノイドにも属す）。

性質

灰白色の軟らかい金属で、常温、常圧の安定構造は三方晶（六回対称を持った蜂の巣格子状の層が、9層ずつ繰り返している構造）。比重、7.54、融点は 1072℃、沸点は 1800℃（沸点は異なる実験値あり）。

加熱下で酸化され、酸（無機酸）に易溶。熱水とも反応する。他の軽ランタノイドと共にモナズ石（モナザイト）に含まれる。

知られている原子価は、+2価、+3価であり、安定なのは4f⁵の電子配置である+3価である。そのため水溶液中において赤色の2価のイオンSm²⁺は極めて酸化されやすく、水を還元して水素を発生し、淡黄色の3価のイオンSm³⁺に変化する。その標準酸化還元電位は以下のように見積もられている。

Sm³⁺(aq) + e⁻ = Sm²⁺(aq),　　E°= −1.55 V

サマリウムは単体でも原子価揺動(Valence fluctuation)を起こす。固体では、(4f)⁵(5d6s)³であるが、遊離状態の原子、固体表面のサマリウム原子は、(4f)⁶(5d6s)²となっている。

用途

サマリウムコバルト磁石（SmCo₅：金属間化合物）は、強力な磁石として使用される。ネオジム磁石の方が価格が安く、性能もよいが、キュリー温度(磁性がなくなる温度)が約700度のため、高温で使う用途では使われている。

自動車の排気ガス浄化用等、触媒の材料としても注目されている。

サマリウムにヨウ素を作用させて得られるヨウ化サマリウム(II) (SmI₂) が、有機合成において 1電子還元剤として用いられる。これはケトンをケチルラジカルに還元する。

歴史

サマルスキ (V.E.Samarskii) が新鉱物を発見、1847年にローズ (H.Rose) がサマルスキ石と命名、1879年にボアボードラン (P.É.L.de Doisbaudran) が発見。発見者の名前が語源。

サマリウムの化合物

• SmB₆
• SmS
• Sm₃Se₄
• Sm₃Te₄

同位体

詳細は サマリウムの同位体 を参照

天然に存在するサマリウム147（サマリウム中におよそ15%存在）はα崩壊する（弱い放射能を持つ）。これを利用して年代測定に利用される。