サマリウム

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プロメチウム - サマリウム - ユウロピウム
Sm
Pu
 
 
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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
, 周期, ブロック3, 6 , f
密度, 硬度7353 kg/m3, no data
銀白色
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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
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DMDE MeVDP
144Sm3.07%中性子82個で安定。
146Sm{syn.}1.03×108 α2.529142Nd
147Sm14.99%1.06×1011α2.310143Nd
148Sm11.24%7×1015α1.986144Nd
149Sm13.82%2×1015α 145Nd
150Sm7.38%中性子88個で安定。
152Sm 26.75% 中性子90個で安定。
154Sm22.75%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[編集]

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、(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[編集]

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[編集]

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[編集]

  • SmB6
  • SmS
  • Sm3Se4
  • Sm3Te4

同位体[編集]

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。

1 元素周期表 18
1 H 2 13 14 15 16 17 He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg ...
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr