ا السماريومإنه عنصر كيميائي تنتمي إلى مجموعة اللانثانيدات ، والمعروفة أيضًا باسم معادن الأرض النادرة. السماريوم لديه حالة الأكسدة الكلاسيكية +3 من اللانثانيدات ، ولكن لديه أيضًا حالة أكسدة +2 مستقرة. تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل ، حيث ينتج عن شكلها المعدني طبقة تحميها من عمليات التآكل الأعمق.
في شكله المعدني ، يتم الحصول عليه عن طريق الاختزال باللانثانم ، في درجات حرارة عالية ، في عملية صناعية متقطعة تدوم حوالي عشر ساعات. يستخدم السماريوم بشكل رئيسي في إنتاج المغناطيس الدائم ، على شكل سبيكة من السماريوم والكوبالت ، SmCo. و المغناطيس الذي يحافظ على خصائصه المغناطيسية في درجات حرارة جيدة ، ميسور التكلفة ومقاوم تآكل. يتم استخدامه أيضًا كقضبان تحكم نيوترونية في المفاعلات النووية.
اقرأ أيضا: الكروم - عنصر كيميائي آخر معروف بمقاومته الجيدة للتآكل
ملخص عن السماريوم
السماريوم ، الرمز Sm والرقم الذري 62 ، هو معدن ينتمي إلى اللانثانيدات ، والمعروف أيضًا باسم معادن الأرض النادرة.
مثل اللانثانيدات الأخرى ، لديها حالة أكسدة +3 في المركبات ، ولكنها أيضًا تتمتع بحالة مستقرة تبلغ +2.
لديها مقاومة جيدة للتآكل.
يوجد بشكل رئيسي في المونازيت والباستنايت.
يتم إنتاج شكله المعدني عن طريق الاختزال باللانثانم.
يستخدم بشكل أساسي لإنتاج المغناطيس الدائم عندما يشكل سبائك معدنية مع الكوبالت.
خصائص السماريوم
رمز: سم.
العدد الذري: 62.
الكتلة الذرية: 150.36 a.u.a.u.
كهرسلبية: 1,17.
نقطة الانصهار: 1072 درجة مئوية.
نقطة الغليان: 1794 درجة مئوية.
كثافة: 7.520 جرام سم-3 (شكل α ، 25 درجة مئوية).
التكوين الإلكترونية: [Xe] 62 4f6.
سلسلة كيميائية: المعادن الأرضية النادرة ، اللانثانيدات.
خصائص السماريوم
السماريوم هو واحد من العناصر المعدنية تنتمي إلى سلسلة اللانثانيد، والمعروف أيضًا باسم معادن الأرض النادرة. مثل المعادن الأخرى في هذه المجموعة ، الساماريوم هو معدن أبيض ناعم. ومع ذلك ، عادة ما يتم تغطية هذه المعادن بطبقة أكسيد رفيعة تحميها من عمليات الأكسدة الشديدة.
مثل كل اللانثانيدات الأخرى ، يمتلك Sm الامتداد حالة الأكسدة +3 في المحلول. ما يميزه ، مع ذلك ، هو حالة الأكسدة +2 محددة جيدا، شيء يشاركه فقط مع العناصر الإيتربيوم (Yb) و europium (Eu) من هذه السلسلة.
عند ملامسته للأحماض المخففة أو البخار ، يطلق السماريوم غاز H22، بالإضافة إلى تكوين أكسيد Sm2ا3 عندما تحترق في وجود الهواء الجوي. عند تسخينه ، يمكن أن يتفاعل السماريوم مع H.2 وتشكيل هيدرات مثل SmH2 و SmH3. يمكن أيضًا تكوين كربيدات السماريوم عند تسخين هذا العنصر بالكربون ، مكونًا Sm2دبليو3 و SmC2.
يتكون السماريوم الطبيعي من سبعة نظائر، اثنان منها غير مستقرتين ، و 147sm و 148سم. ومع ذلك ، فإن نصف عمرها طويل جدًا ، حيث تبلغ 1.06 × 1011 سنوات و 7 × 1015 سنوات ، على التوالي.
أين يمكن العثور على السماريوم؟
توجد جميع اللانثانيدات ، باستثناء البروميثيوم (Pm) ، في الطبيعة في معدنين ، بشكل رئيسي باستناسيت، خليط من فلوريد كربونات الأرض النادرة ، و مونازيت، وهو فوسفات أرضي نادر.
لا يزال من الممكن العثور على السماريوم في معادن أخرى ، مثل فيرغسونيت (وهو أكسيد يمزج بين العناصر الأرضية النادرة الخفيفة والثقيلة والأكتينيدات والمعادن الأخرى) زينوثيم (فوسفات الإيتريوم) و eudialite (سيليكات من عدة معادن لها تربة خفيفة وثقيلة في تكوينها).
الحصول على السماريوم
يمكن الحصول على مركبات السماريوم ، مثل أكاسيده وفوسفاته وفلوريداته مصادر السماريوم المعدنية. يتم استخدام تقنيات التعدين التكسير والتحضير للمعادن ، حتى يتم ترشيحها تنقية وفصل المركبات ، إما عن طريق التبلور الانتقائي أو التبادل الأيوني أو الاستخراج بواسطة مذيب.
ومع ذلك ، للحصول على السماريوم المعدني النقي ، الذي يتم استكشاف تطبيقاته بشكل أكبر ، هناك حاجة إلى تقنية أخرى: الحد منه.
أ تخفيض السماريوم يحدث بواسطة معدن أرضي نادر آخر ، اللانثانم (La). يتم إنتاج السماريوم على شكل بخار ، ويتم التفاعل عند درجة حرارة 1200 درجة مئوية:
سم2ا3 (ق) + 2 لا (ل) → لا2ا3 (ق) + 2 سم (ز)
يحدث هذا التفاعل أيضًا داخل غرفة مفرغة ، مع ضغط في حدود 10-3 حتى 10-4 باسكال. معدل استرداد السماريوم من أكسيده في حدود 90٪. تتم العملية على دفعات ، بمتوسط مدة عشر ساعات ، وتنتج من 20 إلى 40 كجم من السماريوم المعدني. يمكن أن ينتج المصنع الصناعي ما يصل إلى 100 كجم من بخار السماريوم يوميًا.
تطبيقات السماريوم
التطبيق الرئيسي للسماريوم هو إنتاج المغناطيس الدائم.. يتم تحقيق ذلك عندما يقوم بتشكيل السبيكة باستخدام كوبالت (كو)، التي تكون أشكالها البلورية هي SmCo5 و سم2شارك17. يتميز بسعره المنخفض ومقاومته الكبيرة لدرجات الحرارة المرتفعة ، أي أنه يحافظ على خصائصه خصائص مغناطيسية مستقرة حتى في درجات حرارة في حدود 150 درجة مئوية ، وهي ضرورية للتطبيق في المحركات ومولدات الطاقة. طاقة.
هذا يجعلها متقدمة على منافسها الرئيسي ، مغناطيس NdFeB الدائم (الذي حظي بمزيد من الاهتمام مؤخرًا) ، والذي تحتاج إلى استبدال ذرات النيوديميوم (Nd) بالديسبروسيوم (Dy) أو التيربيوم (Tb) للحصول على مقاومة حرارية أكبر ، مما يزيد من سعرها أخير. علاوة على ذلك ، مغناطيس SmCo أكثر مقاومة للتآكل.
السماريوم يتم استخدامه أيضًا كقضيب تحكم في المفاعلات النووية. (الأجهزة التي تتحكم في الطاقة المنبعثة في الانشطار) ، منذ نظيره 149SM لديه انجذاب كبير للنيوترونات. هذا يساعد في التحكم الحركي للتفاعلات النووية ، والتحكم في الطاقة المنتجة في المحطات النووية.
نرى أيضا: السترونشيوم - عنصر كيميائي آخر يستخدم في إنتاج المغناطيس
تاريخ السماريوم
في جبال إيلمين الروسية ، تم اكتشاف معدنين تم اكتشاف العديد من العناصر الأرضية النادرة منها: المونازيت والسامارسكيت.. تم وصف هذا لأول مرة في عام 1839 من قبل عالم المعادن الألماني جوستاف روز.
وجد اليورانيوم والتنتالوم في تكوين السمارسايت وبالتالي اقترح اسم uranotantalite. أجرى شقيق جوستاف ، الكيميائي هاينريش روز ، تحليلاً مستقلاً في عام 1844 ووجد أن الكثير من كان المعدن ، في الواقع ، مكونًا من النيوبيوم ، صاغ اسم هذا المعدن الذي كان يسمى في ذلك الوقت كولومبيوم. للتمييز بين اسم المعدن وتركيبه ، قرر Heirinch إعادة تسمية المعدن "samarskite" ، تكريما للعقيد Samarksy-Bykhovets ، الذي زوده بالعينات.
تم العثور على كميات كبيرة من معدن samarskite في أمريكا الشمالية في عام 1878 ، مما يجعلها مادة انطلاق لعزل العناصر الأرضية النادرة الجديدة. عزل Lecoq de Boisbaudran ، في عام 1879 ، أكسيدًا معدنيًا جديدًا من معدن samarskite ، مقترحًا اسم السماريوم.، والحفاظ على أصل أصل معدن السمارسكيتي.
بقلم ستيفانو أروجو نوفايس
مدرس كيمياء
