სამარიუმი
62 Sm
150.36±0.02
4f6 6s2

სამარიუმი — ლითონი, ლანთანოიდების ჯგუფის ქიმიური ელემენტი.

სამარიუმი, 62Sm
Samarium-2.jpg
ზოგადი თვისებები
ელემენტის ფერი ღია-რუხი
სტანდ. ატომური
მასა
Ar, სტან.(Sm)
საყოველთაოდ
მიღებული: 150.36±0.02
სამარიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სიცილიუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენიუმი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმიუმი ნეოდიმიუმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოემიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო Mercury (element) თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესიუმი ოგანესონი


Sm

Pu
პრომეთიუმისამარიუმიევროპიუმი
ატომური ნომერი (Z) 62
ჯგუფი III ჯგუფი (ლანთანოიდები)
პერიოდი პერიოდი 6
ბლოკი f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 4f6 6s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 24, 8, 2
ელემენტის ატომის სქემა
Electron shell 062 Samarium.svg
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
1072 °C ​(1345 K, ​1962 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
1900 °C ​(2173 K, ​3452 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 7.52 გრ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.) 7.16 გრ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო 8.62 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო 192 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა 29.54 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა
P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)-ზე 1001 1106 1240 (1421) (1675) (2061)
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი 0, +1, +2, +3 (a mildly basic oxide)
ელექტროდული პოტენციალი Sm←Sm3+ −2,30
Sm←Sm2+ −2,67
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1.17
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 544.5 კჯ/მოლ
  • 2: 1070 კჯ/მოლ
  • 3: 2260 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი ემპირიული: 180 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov) 198±8 პმ
მოლური მოცულობა 19,9 სმ3/მოლი
Samarium spectrum visible.png
სამარიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა რომბიედრული
Rhombohedral.svg
ბგერის სიჩქარე thin rod 2130 მ/წმ (at 20 °C)
თერმული გაფართოება 12.7 µმ/(მ·K)
თბოგამტარობა 13.3 ვტ/(·K)
ელექტრული წინაღობა 0.940 Ω·m
მაგნეტიზმი პარამაგნეტიკი
იუნგას მოდული 49.7 გპა
წანაცვლების მოდული 19.5 გპა
დრეკადობის მოდული 37.8 გპა
პუასონის კოეფიციენტი 0.274
ვიკერსის მეთოდი 410–440 მპა
ბრინელის მეთოდი 440–600 მპა
CAS ნომერი 7440-19-9
ისტორია
აღმოჩენილია Lecoq de Boisbaudran (1879)
სახელი დაარქვა after the mineral samarskite (itself named after Vassili Samarsky-Bykhovets)
სამარიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
144Sm 3.08% სტაბილური
145Sm syn 340 d ε 145Pm
146Sm syn 6.8×107 y α 142Nd
147Sm 15.00% 1.06×1011 y α 143Nd
148Sm 11.25% 7×1015 y α 144Nd
149Sm 13.82% სტაბილური
150Sm 7.37% სტაბილური
151Sm syn 90 y β 151Eu
152Sm 26.74% სტაბილური
153Sm syn 46.284 h β 153Eu
154Sm 22.74% სტაბილური

ისტორია და სახელწოდების წარმომავლობარედაქტირება

ელემენტი გამოყოფილ იქნა მინერალ სამარსკიტიდან ((Y,Ce,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16). ამ მინერალს 1847 წელს სახელი მიეცა რუსი სამთო ინჟინერის პოლკოვნიკ ვასილი სამარსკი-ბიხოვეცის პატივსაცემად (გერმანელი ქიმიკოსის ჰენრიხ როზეს წარდგენით, რომელსაც სამარსკიმ გადასცა ამ მინერალის ნიმუშები). ახალი, ადრე უცნობი ელემენტი სამარსკიტში აღმოჩენილი იქნა სპექტროსკოპიულად ფრანგი ქიმიკოსების 1878 წელს ლაფონტენის და 1879 წელს პოლ ემილ ლეკოკ დე ბუაბოდრანის მიერ. 1880 წელს აღმოჩენა დამტკიცებული იქნა შვეიცარიელი ქიმიკოსის ჟან შარლგალისარდ მარინიაკის მიერ. სუფთა ლითონური სამარიუმი პირველად ქიმიურად გამოყოფილი იქნა მხოლოდ XX საუკუნის დასაწყისში.

ბუნებაშირედაქტირება

სამარიუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში შეადგენს 8 გრ/ტ, ოკეანის წყალში 1,7×10−6 მგრ/ლ[1].

საბადოებირედაქტირება

სამარიუმი შედის ლანთანოიდების შემადგენლობაში, რომლებიც ხშირად გვხვდება აშშ-ში, ყაზახეთში, რუსეთში, უკრაინაში, ავსტრალიაში, ბრაზილიაში, ინდოეთში, სკანდინავიაში.

იზოტოპებირედაქტირება

ბუნებრივი სამარიუმი შედგება ოთხი სტაბილური იზოტოპისაგან 144Sm (იზოტოპური გავრცობადობა 3,07 %), 150Sm (7,38 %), 152Sm (26,75 %), 154Sm (22,75 %) და სამი სუსტრადიოაქტიური იზოტოპისაგან 147Sm (14,99 %, ნახევარდაშლის პერიოდი — 106 მილიარდი წელი), 148Sm (11,24 %; 7×1015 წელი), 149Sm (13,82 %; > 2×1015 წელი, ზოგ წყაროში აღნიშნულია როგორც სტაბილური). ასევე არსებობს ხელოვნურად სინთეზირებული სამარიუმის იზოტოპები, რომელთა შორის ყველაზე ხანგრძლივად არსებულია — 146Sm (ნახევარდაშლის პერიოდი — 103 მილიონი წელი) და 151Sm (90 წელი).

სტანდარტული ატომური მასარედაქტირება

სამარიუმის სტანდარტულ ატომურ მასად მიღებულია — 150.36, რომელიც როგორც წესი იანგარიშება ბუნებაში არსებულ ყველა სტაბილურ იზოტოპტთა საშუალო შეწონილი მასით, მათი დედამიწის ქერქსა და ატმოსფეროში გავრცელების პროპორციულად.

იზოტოპი Z N ატომური მასა
(მ.ა.ე.)
% ბუნებაში საშუალო
შეწონილი
144Sm 62 82 143,911999 3.08% 4.4324895692
147Sm 62 85 146,9148979 15.00% 22.037234685
148Sm 62 86 147,9148227 11.25% 16.640417553
149Sm 62 87 148,9171847 13.82% 20.580354925
150Sm 62 88 149,9172755 7.37% 11.048903204
152Sm 62 90 151,9197324 26.74% 40.623336443
154Sm 62 92 153,9222093 22.74% 35.001910394
Ar, სტან.(Nd) 100% 150.36464677

მიღებარედაქტირება

ლითონურ სამარიუმს მიიღებენ მეტალოთერმული და ელექტოლიტური მეთოდით, წარმოების სტრუქტურის და ეკონომიკური მონაცემების გათვალისწინებით. სამარიუმის მსოფლიო წარმოება შეფასებულია რამდენიმე ასეულ ტონად, მისი უდიდესი ნაწილი მოიპოვება იონოგამცვლელი მეთოდით მონაციტის ქვიშისაგან.

ღირებულებარედაქტირება

99—99,9 % სიწმინდის სამარიუმის ზოდების ფასი მერყეობს მიახლოებით 50-60 დოლარი 1 კილოგრამზე.

ფიზიკური თვისებებირედაქტირება

ლითონური სამარიუმი არის — ლითონი რომელიც შესახედად ჰგავს ტყვიას, ხოლო მექანიკური თვისებებით - თუთიას.

ქიმიური თვისებებირედაქტირება

ჰაერზე სამარიუმი ნელა იჟანგება, ჯერ იფარება მუქი ფერის ოქსიდის ფენით Sm2O3, ხოლო შემდეგ — ფხვნილად დაშლის დროს იღებს მოყვითალო ელფერს.

სამარიუმი — მაღალაქტიური ლითონია. ის იხსნება მჟავეებში, იწვის ჰაერზე (ოქსიდის წარმოქმნით), რეაგირებს აზოტთან (ნიტრიდის წარმოქმნით), ნახშირბადთან (კარბიდების წარმოქმნით), ჰალკოგენიდებთან (მონო- და ორ-სამ ვალენტიანი სულფიდების, სელენიდების, ტელურიდების წარმოქმნით), წყალბადთან (ჰიდრიდების წარმოქმნით), სილიციუმთან (სილიციდების წარმოქმნით), ბორთან (ბორიდების წარმოქმნით), ფოსფორთან (ფოსფიდები), დარიშხანთან (არსენიდები), სტიბიუმთან (ანტიმონიდები), ბისმუტთან (ბისმუტიდები) და ყველა ჰალოგენიდებთან (ფთორიდები, ქლორიდები, ბრომიდები, იოდიდები).

გამოყენებარედაქტირება

მაგნიტური მასალებირედაქტირება

სამარიუმი ფართოდ გამოიყენება ზემძლავრი მუდმივი მაგნიტების წარმოებისათვის, კობალტთან და სხვა ელემენტების შენადნობებში. თუმცა ბოლო წლებში შეიმჩნევა ამ მაგნიტებში სამარიუმის ჩანაცვლება ნეოდიმიუმით, ამის მიუხედავად სამარიუმის შენადნობების შესაძლებლობები ამით არ ამოიწურება.

სამარიუმის და კობალტის შენადნობების ლეგირებით ისეთი ელემენტებით, როგორიცაა ცირკონიუმი, ჰაფნიუმი, სპილენძი, რკინა და ვერცხლისწყალი მიღწეულია კოერციტიული ძალის და ინდუქციის საკმაოდ მაღალი მაჩვენებლები. ასევე მის საფუძველზე შესაძლებელია მუდმივი მანითების შექმნა რომლებიც 3-ჯერ და უფრო მეტჯერ უკეთესი მახასიათებლები აქვთ მაგნუტური ენერგიისა და ველის მიხედვით, ვიდრე სხვა მაგნიტურ შენადნობებს რომლებიც იშვიათმიწა ლითონების საფუძველზე არიან შექმნილნი.

თერმოელექტრული მასალებირედაქტირება

ეხლახან აღმოჩენილ თერმო-ე.მ.ძ-ის გენერაციის ეფექტს სამარიუმის მონოსულფიდში SmS აქვს საკმაოდ მაღალი მარგი ქმედების კოეფიციენტი მიახლოებით 50%[2]. უკვე SmS მონოკრისტალის გახურებისას 130 °C-მდე (რაც ხსნის პერსპექტივას დაბალპოტენციური სითბოს უტილიზაციისა) ამ ეფექტისა და თერმოელექტრული ემისიის ერთობლივი ექსპლუატაციის შემთხვევაში ან კლასიკურ თერმოელემენტებთან, ადვილად შეიძლება მიღწეულ იქნას ელექტროენერგიის გამომუშავების მ.ქ.კ. 67—85 %-მდე, რაც ძალიან აქტუალურია ორგანული საწვავების შეზღუდული მარაგის შემცირების გამო. უკვე დღეს საცდელი გენერატორები კონკურენტუნარიანნი არიან ყველანაირი სითბური ძრავასთან შედარებით (დიზელისა და სტირლინგის ძრავების ჩათვლით), რაც იძლევა საშუალებას ვიფიქროთ ავტომობილში ამ ეფექტის დანერგვის შესახებ როგორც ძირითადი ძალური დანადგარისა. იმის გათვალისწინებით რომ სამარიუმი მეტად რადიაციამედეგია, სამარიუმის მონოსულფიდი შეიძლება გამოყენებული იქნას ატომური რეაქტორების კონსტრუირებისას. ის პირდაპირ გარდაქმნის თბო და ნაწილობრივ იონიზირებად გამოსხივებას ელექტროენერგიად (კოსმოსური რეაქტორები, ღრმა კოსმოსის რეაქტორები). ასე რომ, სამარიუმის მონოსულფიდი ახლო მომავალში დაიკავებს ერთ ერთ მოწინავე ადგილს მცირე და დიდ ენერგეტიკაში, კოსმოსური ბაზირების და ავიაციური ტრანსპორტის ატომური ძალური დამადგარების წარმოებაში, მომავლის ავტომობილების ძალოვანი დანადგარების წარმოებაში, საყოფაცხოვრებო და სამხედრო საჭიროების კომპაქტური და მძლავრი დენის წყაროების წარმოებაში. საინტერესოა აღინიშნოს, ის გარემოება, რომ სამარიუმის მონოსულფიდის საფუძველზე ადვილად გადასაწყვეტია ამოცანა ავტომობილური ტრანსპორტის ბირთვული ძალოვანი დანადგარების შესაქმნელად, და ამასთან საკმაოდ უსაფრთხოსი (ბირთვული ავტომობილი).

როგორც ელექტრული მასალა შეზღუდულად გამოიყენება სამარიუმის ტელურიდი (თერმო-ე.მ.ძ 320 მკვ/К).

ბირთვული ენერგეტიკარედაქტირება

ბირთვული ენერგეტიკაში სამარიუმი გამოიყენება ატომური რეაქტორის სამართავად, რადგანაც ბუნებრივი სამარიუმისათვის სითბური ნეიტრონების მიტაცების განიკვეთი 6800 ბარნზე მეტია. სამარიუმი სხვა მითაცების მაღალი განიკვეთის მქონე ელემენტებთან განსხვავებით (ბორი, კადმიუმი) რეაქტორში «არ გამოიწვება», რადგანაც ინტენსიური ნეიტრონული დასხივებისას წარმოიქმნება სამარიუმის შვილობილი იზოტოპები, რომლებსაც ასევე აქვთ ნეიტრონების მიტაცების დიდი განიკვეთი. სითბული ნეიტრონების მიტაცების ყველაზე დიდი განიკვეთი სამარიუმის იზოტოპებს შორის (ბუნებრივ ნარევში) აქვს სამარიუმ-149 (41000 ბარნი). ატომურ მრეწველობაში გამოიყენება ჟანგი (სპეციალური მინანქარი და მინები), ჰექსაბორიდი და კარბიდი (მარეგულირებელი ღეროები), სამარიუმის ბორატი.

გიგანტური მაგნიტოკალორიული ეფექტირედაქტირება

სამარიუმის და სტრონციუმის მანგანატები ფლობენ გიგანტურ მაგნიტოკალორიული ეფექტს და შეიძლება გამოყენებულ იქნან მაგნიტური მაცივრების კონსტრუირებისას.

გიგანტური მაგნიტოელექტრული ეფექტირედაქტირება

სამარიუმის მოლიბდატი ფლობს მეტად დიდ მაგნიტოელექტრულ ეფექტს, ვიდრე, მაგალითად, გადოლინიუმის მოლიბდატი, და ახლა ინტენსიურად შეისწავლება.

მინის წარმოებარედაქტირება

სამარიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალური ლუმინესცენტნური და ინფრაწითელი გამოსხივების მშთანთქავი მინების ცარმოებისას.

ცეცხლგამძლე მასალებირედაქტირება

სამარიუმის ოქსიდი გამოირჩევა მეტად მაღალი ცეცხლმედეგობით, აქტიური ლითონების შენაერთების (შენადნობები) მიმართ მედეგობით და ლღვობის მაღალი ტემპერატურით (2270 °C). ამის გამო ის გამოიყენება როგორც კარგი ცეცხლგამძლე მასალა.

გამოყენების სხვა დარგებირედაქტირება

სამარიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლაზერული გამოსხივების ასამოქმედებლად თხევად და მყარ გარემოებში. სამარიუმი ასევე გამოიყენება როგორც ლუმინოფორების აქტივატორი, ფერადი ტელევიზორების და მობილური ტელეფონების ცარმოებაში.

ლითონური სამარიუმი გამოიყენება მბჟუტავი განმუხტვის სტარტერის ელექტროდების წარმოებაში.

სამარიუმის ზესუფთა ოქსიდი გამოიყენება მიკროელექტრონიკაში როგორც დიელექტრიკი.

ბიოლოგიური როლირედაქტირება

სამარიუმის ბიოლოგიური როლი ძალიან სუსტადაა შესწავლილი. ცნობილია, რომ ის ასტიმულირებს მეტაბოლიზმს. სამარიუმისა და მისი ნაერთების ტოქსიკურობა, როგორც სხვა იშვიათმიწა ელემენტებისა, არც ისე მაღალია.

რესურსები ინტერნეტშირედაქტირება

ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე:

სქოლიორედაქტირება

  1. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  2. http://www.ioffe.rssi.ru/journals/ftt/2001/03/p423-426.pdf