サマリウム

プロメチウム サマリウム ユウロピウム
-

Sm

Pu
Element 1: 水素 (H),
Element 2: ヘリウム (He),
Element 3: リチウム (Li),
Element 4: ベリリウム (Be),
Element 5: ホウ素 (B),
Element 6: 炭素 (C),
Element 7: 窒素 (N),
Element 8: 酸素 (O),
Element 9: フッ素 (F),
Element 10: ネオン (Ne),
Element 11: ナトリウム (Na),
Element 12: マグネシウム (Mg),
Element 13: アルミニウム (Al),
Element 14: ケイ素 (Si),
Element 15: リン (P),
Element 16: 硫黄 (S),
Element 17: 塩素 (Cl),
Element 18: アルゴン (Ar),
Element 19: カリウム (K),
Element 20: カルシウム (Ca),
Element 21: スカンジウム (Sc),
Element 22: チタン (Ti),
Element 23: バナジウム (V),
Element 24: クロム (Cr),
Element 25: マンガン (Mn),
Element 26: 鉄 (Fe),
Element 27: コバルト (Co),
Element 28: ニッケル (Ni),
Element 29: 銅 (Cu),
Element 30: 亜鉛 (Zn),
Element 31: ガリウム (Ga),
Element 32: ゲルマニウム (Ge),
Element 33: ヒ素 (As),
Element 34: セレン (Se),
Element 35: 臭素 (Br),
Element 36: クリプトン (Kr),
Element 37: ルビジウム (Rb),
Element 38: ストロンチウム (Sr),
Element 39: イットリウム (Y),
Element 40: ジルコニウム (Zr),
Element 41: ニオブ (Nb),
Element 42: モリブデン (Mo),
Element 43: テクネチウム (Tc),
Element 44: ルテニウム (Ru),
Element 45: ロジウム (Rh),
Element 46: パラジウム (Pd),
Element 47: 銀 (Ag),
Element 48: カドミウム (Cd),
Element 49: インジウム (In),
Element 50: スズ (Sn),
Element 51: アンチモン (Sb),
Element 52: テルル (Te),
Element 53: ヨウ素 (I),
Element 54: キセノン (Xe),
Element 55: セシウム (Cs),
Element 56: バリウム (Ba),
Element 57: ランタン (La),
Element 58: セリウム (Ce),
Element 59: プラセオジム (Pr),
Element 60: ネオジム (Nd),
Element 61: プロメチウム (Pm),
Element 62: サマリウム (Sm),
Element 63: ユウロピウム (Eu),
Element 64: ガドリニウム (Gd),
Element 65: テルビウム (Tb),
Element 66: ジスプロシウム (Dy),
Element 67: ホルミウム (Ho),
Element 68: エルビウム (Er),
Element 69: ツリウム (Tm),
Element 70: イッテルビウム (Yb),
Element 71: ルテチウム (Lu),
Element 72: ハフニウム (Hf),
Element 73: タンタル (Ta),
Element 74: タングステン (W),
Element 75: レニウム (Re),
Element 76: オスミウム (Os),
Element 77: イリジウム (Ir),
Element 78: 白金 (Pt),
Element 79: 金 (Au),
Element 80: 水銀 (Hg),
Element 81: タリウム (Tl),
Element 82: 鉛 (Pb),
Element 83: ビスマス (Bi),
Element 84: ポロニウム (Po),
Element 85: アスタチン (At),
Element 86: ラドン (Rn),
Element 87: フランシウム (Fr),
Element 88: ラジウム (Ra),
Element 89: アクチニウム (Ac),
Element 90: トリウム (Th),
Element 91: プロトアクチニウム (Pa),
Element 92: ウラン (U),
Element 93: ネプツニウム (Np),
Element 94: プルトニウム (Pu),
Element 95: アメリシウム (Am),
Element 96: キュリウム (Cm),
Element 97: バークリウム (Bk),
Element 98: カリホルニウム (Cf),
Element 99: アインスタイニウム (Es),
Element 100: フェルミウム (Fm),
Element 101: メンデレビウム (Md),
Element 102: ノーベリウム (No),
Element 103: ローレンシウム (Lr),
Element 104: ラザホージウム (Rf),
Element 105: ドブニウム (Db),
Element 106: シーボーギウム (Sg),
Element 107: ボーリウム (Bh),
Element 108: ハッシウム (Hs),
Element 109: マイトネリウム (Mt),
Element 110: ダームスタチウム (Ds),
Element 111: レントゲニウム (Rg),
Element 112: コペルニシウム (Cn),
Element 113: ニホニウム (Nh),
Element 114: フレロビウム (Fl),
Element 115: モスコビウム (Mc),
Element 116: リバモリウム (Lv),
Element 117: テネシン (Ts),
Element 118: オガネソン (Og),
Samarium has a rhombohedral crystal structure
62Sm
外見
銀白色
Samarium-2.jpg
一般特性
名称, 記号, 番号 サマリウム, Sm, 62
分類 ランタノイド
, 周期, ブロック n/a, 6, f
原子量 150.36
電子配置 [Xe] 6s2 4f6
電子殻 2, 8, 18, 24, 8, 2(画像
物理特性
固体
密度室温付近) 7.52 g/cm3
融点での液体密度 7.16 g/cm3
融点 1345 K, 1072 °C, 1962 °F
沸点 2067 K, 1794 °C, 3261 °F
融解熱 8.62 kJ/mol
蒸発熱 165 kJ/mol
熱容量 (25 °C) 29.54 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 1001 1106 1240 (1421) (1675) (2061)
原子特性
酸化数 3, 2(弱塩基性酸化物
電気陰性度 1.17(ポーリングの値)
イオン化エネルギー 第1: 544.5 kJ/mol
第2: 1070 kJ/mol
第3: 2260 kJ/mol
原子半径 180 pm
共有結合半径 198 ± 8 pm
その他
結晶構造 菱面体晶系
磁性 常磁性[1]
電気抵抗率 (r.t.) (α, poly) 0.940 µΩ·m
熱伝導率 (300 K) 13.3 W/(m·K)
熱膨張率 (r.t.) (α, poly) 12.7 µm/(m·K)
音の伝わる速さ
(微細ロッド)
(20 °C) 2130 m/s
ヤング率 (α form) 49.7 GPa
剛性率 (α form) 19.5 GPa
体積弾性率 (α form) 37.8 GPa
ポアソン比 (α form) 0.274
ビッカース硬度 412 MPa
ブリネル硬度 441 MPa
CAS登録番号 7440-19-9
主な同位体
詳細はサマリウムの同位体を参照
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 y α 2.529 142Nd
147Sm 14.99 % 1.06 × 1011 y α 2.310 143Nd
148Sm 11.24 % 7 × 1015 y α 1.986 144Nd
149Sm 13.82 % 中性子87個で安定
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Sm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系(六回対称をもった三方配列の層が、ACACBCBAB のスタッキングで9層ずつ繰り返す構造)。比重7.54、融点は1072 °C沸点は1800 °C(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、+3価であり、安定なのは 4f5電子配置をとる+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 °Cのため、高温で使用する用途などで使われている。また、コンピューターハードディスク電気自動車コンプレッサー用のモーター、音響機器のスピーカーヘッドホン携帯電話風力発電等の幅広い用途で使用されている[2]

酸化サマリウムから作られるセラミックス材料は電子材料としてコンデンサー誘電体に用いられるほか、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[2]

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

ワシーリー・サマルスキー=ビホヴェッツ (Vasili Samarsky-Bykhovets) が新鉱物を発見し、1847年ハインリヒ・ローゼサマルスキー石(Samarskite)と命名[3]。サマルスキー石から1879年ポール・ボアボードラン が発見した[3]。鉱石の発見者であるサマルスキーの名前が元素名の由来となっている[3]

サマリウムの化合物

同位体

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。

生理作用

金属サマリウムは人体内における生物学的な役割を持たない。サマリウム塩類は代謝を促進するが、それが純粋にサマリウムの影響であるのか、もしくは共存する他の希土類元素の影響なのかは不明である。成人の体内に含まれるサマリウムの総量はおよそ50 マイクログラムであり、その大部分は肝臓および腎臓に存在しており、血液中に溶存しているサマリウム濃度はおよそ8 マイクログラム / リットルである。植物はサマリウムを吸収せず測定可能な濃度にまで蓄積されることがないため、サマリウムは通常人間の食事には含まれない。しかしながら、少数の植物や野菜は最大1 ppmのサマリウムを含む可能性がある。サマリウムの不溶性塩類は非毒性であり、溶解性のものはわずかに毒性を示す[4]

サマリウム塩が摂取された際にはその内のわずか0.05 %のみが血液中に吸収され、残りは排出される。血液からは45 %が肝臓、45 %が骨の表面へと運ばれて10年間残存し、残りの10 %は排出される[5]

出典

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  2. ^ a b 放射線審議会第15回基本部会 資料第15-3 号 サマリウムの作業場所における線量評価について (PDF)”. 文部科学省. pp. 4ページ. 2010年12月4日閲覧。
  3. ^ a b c 桜井 弘 『元素111の新知識』 講談社、1998年、275頁。ISBN 4-06-257192-7 
  4. ^ Emsley, John (2001). “Samarium”. Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 371–374. ISBN 0-19-850340-7. http://books.google.com/?id=j-Xu07p3cKwC&pg=PA371. 
  5. ^ Human Health Fact Sheet on Samarium, Los Alamos National Laboratory

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