Ero sivun ”Samarium” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Olen itse kirjoittanut poistamani tekstit. Teen tätä kouluprojektina, ja opettajan täytyy hyväksyä teksti, ennen kuin voin lisätä sen Wikipediaan. |
Ei muokkausyhteenvetoa |
||
Rivi 14:
|kovuus=
|väri=hopeanvalkoinen
|löytövuosi=[[1853]], [[Jean Charles Galissard de Marignac]], 1879, Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, 1901
|löytäjä=
|
|hapetusluvut=+III, +II▼
|kiderakenne=tiiviisti pakattu (ABCBCACAB)
|atomipaino=150,362<ref>{{Lehtiviite|Otsikko=Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report) |Julkaisu=Pure and Applied Chemistry |Vuosikerta = 83 |Numero = 2| Sivu = 367-370 |Julkaisija = IUPAC |Tekijä=Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen |Ajankohta=2011 |Kieli={{en}} |www=http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8302x0359.pdf |Viitattu=16.4.2011}}</ref>
|atomisäde=185 (238)
|kovalenttisäde=166
|van-der-waalsin-säde=
▲|orbitaalirakenne=<nowiki>[</nowiki>[[Ksenon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4f<sup>6</sup> 6s<sup>2</sup>
▲|elektroneja-elektronikuorilla=2, 8, 18, 24, 8, 2
▲|hapetusluvut=+III, +II
|olomuoto=kiinteä
|sulamispiste-kelvin=1345
Rivi 42:
}}
'''Samarium''' on harvinaisiin maametalleihin kuuluva [[alkuaine]], jonka kemiallinen merkki on '''Sm ''' ja [[järjestysluku (kemia)|järjestysluku]] 62. Samarium löytyi samarskiittimineraalista 1800-luvun lopulla. Samariumia ei esiinny luonnossa vapaana alkuaineena, vaan ainoastaan mineraaleissa, kuten pääasiassa monatsiitissa ja bastnäsiitissä. <ref name=[1]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.rsc.org/periodic-table/element/62/samarium|nimeke = Periodic table: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 23.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Samariumin tärkeimpiä sovelluskohteita ovat samarium–kobolttimagneetit.
[[Kuva:Samarium-2.jpg|thumb|left|Samariumia]]
==Ominaisuudet==
Samarium on kiiltävää, melko kovaa ja hopeanvalkoista metallia, jonka kovuus on samaa luokkaa kuin raudalla. Se kuuluu harvinaisiin maametalleihin ja lantanoideihin. <ref name=[3]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.chemicool.com/elements/samarium.html|nimeke = Chemicool: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 27.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Samarium käyttäytyy kuten useimmat muut metallit, ja sillä on joitakin samankaltaitaisia käyttökohteita kuin muilla harvinaisilla maametalleilla. <ref name=[4]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.chemistryexplained.com/elements/P-T/Samarium.html|nimeke = Chemistry Explained: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 27.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
==Fysikaaliset ominaisuudet==
Samariumin sulamispiste on 1072 °C ja kiehumispiste 1794 °C. Se on huoneenlämpötilassa kiinteää. Samariumin höyrystymislämpö on 175 kJ/mol ja sulamislämpö 8,6 kJ/mol. Sen ominaislämpökapasiteetti on 196 J kg<sup>-1</sup> K<sup>-1</sup>. <ref name=[1] /> Samarium on kovin ja haurain harvinaisista maametalleista. <ref name=[4] />
==Kemialliset ominaisuudet==
Samariumin elektronikonfiguraario on <nowiki>[</nowiki>[[Ksenon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4f<sup>6</sup> 6s<sup>2</sup>. Samarium on melko reaktiivinen metalli. <ref name=[4] /> Se on stabiili huoneenlämpötilassa, mutta syttyy ilmassa, kun lämpötila on yli 150 °C. Samariumin pinnalle muodostuu nopeasti oksidikalvo ilmassa. <ref name=[3] />
Samarium on elektropositiivinen ja reagoi hitaasti kylmän veden ja nopeasti kuuman veden kanssa muodostaen samariumhydroksidia Sm(OH)<sub>2</sub> ja vetykaasua H<sub>2</sub>. <ref name=[5]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.webelements.com/samarium/|nimeke = WebElements: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 23.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
:2 Sm (s) + 6 H<sub>2</sub>O (l) → 2 Sm(OH)<sub>3</sub> (aq) + 3 H<sub>2</sub> (g)
Samarium reagoi kaikkien halogeenien kanssa muodostaen samarium(III)halideja. Se reagoi fluorin F<sub>2</sub>, kloorin Cl<sub>2</sub>, bromin Br<sub>2</sub> ja jodin I<sub>2</sub> kanssa muodostaen valkoista samarium(III)fluoridia SmF<sub>3</sub>, keltaista samarium(III)kloridia SmCl<sub>3</sub>, keltaista samarium(III)bromidia SmBr<sub>3</sub> ja oranssia samarium(III)jodidia SmI<sub>3</sub>. <ref name=[5] />
:2 Sm (s) + 3 F<sub>2</sub> (g) → 2 SmF<sub>3</sub> (s)
Samarium liukenee laimeaan rikkihappoon ja muodostaa liuoksen, joka sisältää keltaisia Sm(III)-ioneja ja vetykaasua. On hyvin todennäköistä, että Sm<sup>3+</sup>(aq) esiintyy suurimmaksi osaksi kompleksi-ionina [Sm(H<sub>2</sub>O)<sub>9</sub>]<sup>3+</sup> liuoksessa. <ref name=[5] />
:2 Sm(s)+ 3 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (aq) → 2 Sm<sup>3+</sup> (aq)+ 3 SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> (aq)+ 3 H<sub>2</sub> (g)
==Historia==
Samarium löytyi 1800-luvulla samarskiittimineraalista spektroskopisesti, samariumin terävien absorptiopiikkien ansiosta. <ref name=[6] /> Samariumin absorptiospektrin piikit huomasi ensimmäisenä Jean Charles Galissard de Marignac vuonna 1853 Sveitsissä. <ref name=[3] /> Paul-Émile de Boisbaudran uutti vuonna 1879 samarskiitista didymiumia (jonka oli luultu olevan alkuaine) ja valmisti didymiumnitraatista liuoksen, johon hän lisäsi ammoniumhydroksidia. Hän huomasi liuoksesta saostuvan kaksi eri sakkaa. Ensimmäinen sakka sisälsi yhä didymiumia, ja toisen sakan spektristä löytyivät tuntemattoman alkuaineen eli samariumin absorptiopiikit. De Boisbaudran onnistui ensimmäisenä erottamaan samariumia samarskiitti-mineraalista. <ref name=[1] />
Didymiumin huomattiin vuonna 1885 koostuvan edelleen neodyymistä ja praseodyymistä. <ref name=[3] /> Samariumistakin pystyttiin myöhemmin erottamaan muita harvinaisia maametalleja.
Vaikka samariumin löytäjän kunnian mainitaan useimmissa lähteissä kuuluvan de Boisbaudranille tai de Marignacille, kunnia jaetaan lopulta jopa kolmen miehen kesken. De Marignacin ja de Boisbaudranin jälkeen kolmas kemisti Eugène-Anatole Demarçay onnistui vuonna 1901 erottamaan samariumin edelleen kahteen osaan, joita hän puolestaan nimitti samariumiksi ja europiumiksi. <ref name=[4] /> Nämä ovat lopultakin nykyisin tuntemamme alkuaineet, samarium ja europium.
[[Kuva:Samarskite-fresh.jpg|thumb|left|Samarskiittimineraalia]]
Samariumin nimi tulee samarskiittimineraalista, jossa samariumia muun muassa esiintyy. Samarskiitti puolestaan on nimetty venäläisen kaivosvirkamiehen Colonel Samarskin mukaan. <ref name=[4] /> <ref name=[6]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.hbcpnetbase.com |nimeke = David R. Lide, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005|julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 9.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
==Esiintyminen ja valmistus==
Samariumia esiintyy maankuoressa noin 7,05 mg/kg ja valtamerissä noin 4,5 × 10–7 mg/litra <ref name=[8]>{{Verkkoviite|osoite = http://education.jlab.org/itselemental/ele062.html |nimeke= The Element Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 27.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>. Samariumia pidetäänkin melko yleisenä lantanoidina. Harvinaiset maametallit eivät ole oikeastaan harvinaisia esiintymiseltään, vaan nimitys harvinainen tulee siitä, että ne on vaikea erotella toisistaan. <ref name=[4] />
Samariumia löytyy muiden harvinaisten maametallien tapaan useista mineraaleista, pääasiassa monatsiitista ja bastnäsiitistä, jotka ovat sen tavallisia kaupallisia lähteitä. <ref name=[6] /> Muita lähteitä ovat muun muassa samarskiitti, seriitti, ortiitti, ytterbiitti sekä fluoriitti. <ref name=[4] /> Samariumia esiintyy monatsiitissa noin 2,8 % ja mischissa noin 1 %. Selvästi suurin harvinaisten maametallimineraalien tuottaja on Kiina. Muita suuria tuottajia ovat Yhdysvallat, Intia sekä Venäjä. Samariumin hinta on noin 3,50 $/g (99,9 %). <ref name=[6] />
Samariumia on onnistuttu eristämään mineraaleista suhteellisen puhtaana vasta viime vuosina. Ioninvaihto- ja liuosuuttotekniikat ovat helpottaneet harvinaisten maametallien erottamista toisistaan. Uudemman elektrokemiallisen erotustekniikan on sanottu olevan yksinkertainen, nopea ja erittäin spesifinen erottelutapa. Elektrokemiallisessa menetelmässä käytetään litiumsitraatin elektrolyyttiliuosta ja elohopeaelektrodia. <ref name=[6] /> Puhdasta samariumia voidaan tuottaa elektrolyysillä myös sulatetun samariumkloridin SmCl<sub>3</sub> ja natriumkloridin NaCl (tai kalsiumkloridin CaCl<sub>2</sub>) seoksesta, jolloin toinen reaktiotuote on kloorikaasu. <ref name=[5] /> Samariumia voidaan tuottaa lisäksi pelkistämällä sen oksideja bariumilla tai lantaanilla. <ref name=[6] />
Samariumilla ja sen isotoopeilla on useita käyttökohteita. Maailman vahvimpina magneetteina tunnetut samarium-kobolttimagneetit valmistetaan jauhemetallurgiamenetelmällä, ja sen pohjana käytetään SmCo<sub>5</sub>- tai Sm<sub>2</sub>Co<sub>17</sub>- metalliseoksia. Samarium-koboltti magneettien etuna on suuri energiatiheys ja korroosionkestävyys. Samarium–kobolttimagneetit ovat voimakkaasti ja pysyvästi magneettisia, ja tunnetuista materiaaleista ne vastustavat kaikista eniten demagnetisointia. Niitä käytetään pienissä moottoreissa ja generaattoreissa, mitta- ja ohjauslaitteissa, muuntimissa ja antureissa. Samarium-koboltti magneetteja käytetään näihin ja moniin muihin laitteisiin, jotka vaativat stabiilia magneettikenttää vaihtelevissa lämpötiloissa. <ref name=[9]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.magnetti-magnetti.com/magnesy_samarowo_kobaltowe.php|nimeke= Enes: Samarium–kobolttimagneetit |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
Samariumia käytetään lasi- ja keramiikkateollisuudessa. Samariumoksidia (Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) lisätään lasiin absorboimaan infrapunasäteilyä. Samariumoksidi toimii myös katalyyttinä etanolin C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>O dehydrataatiossa ja dehydrogenaasissa. <ref name=[4] /> Samarium(II)jodidia käytetään pelkistimenä orgaanisissa synteeseissä, esimerkiksi Barbier-reaktioissa. <ref name=[10] >{{Verkkoviite|osoite = http://www.princeton.edu/chemistry/macmillan/group-meetings/AC_SamariumIodide.pdf|nimeke= Samarium(II)Iodide in Organic Synthesis |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 7.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
Radioisotooppihoidoissa käytettävän <sup>153</sup>Sm on todettu lievittävän luuhun asti levinneestä syövästä johtuvaa kipua. Radioisotooppihoitoa voidaan käyttää kivun hoidossa, mutta perinteistä ulkoista sädehoitoa se ei kuitenkaan korvaa. <ref name=[12] >{{Verkkoviite|osoite = http://informahealthcare.com/doi/abs/10.1517/14656566.7.11.1475%20|nimeke= Informa Healthcare: Samarium for osteoblastic bone metastases and osteosarcoma |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
==Isotoopit==
Samariumilla on neljä vakaata luonnossa esiintyvää [[isotooppi]]a: <sup>144</sup>Sm, <sup>150</sup>Sm, <sup>152</sup>Sm ja <sup>154</sup>Sm sekä kolme radioisotooppia: <sup>147</sup>Sm, <sup>148</sup>Sm ja <sup>149</sup>Sm. Näiden radioisotooppien puoliintumisajat ovat 1.06{{e|11}} vuotta (<sup>147</sup>Sm), 7{{e|15}} vuotta (<sup>148</sup>Sm) ja {{e|16}} vuotta (<sup>149</sup>Sm).<ref name=VV>{{Verkkoviite|osoite = http://www.rsc.org/periodic-table/element/62/samarium|nimeke = Periodic Table|julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Muiden samariumin isotooppien puoliintumisajat ovat alle vuoden verran.
==Lähteet==
Rivi 53 ⟶ 99:
*{{Isotopes Project|Sm|samariumin}}
[[Luokka:Alkuaineet]]
| |||