What is ساماريوم?
ساماريوم (symbol Sm) is element 62 on the periodic table, a لانثانيد in period 6. A rare earth whose magnets keep working at temperatures that destroy neodymium. At room temperature it is a solid.
البنية
ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.
القيم المقيسة
يوضح كل شريط موضع ساماريوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق مقياس
Radius 180 pm — that is 0.18 nm, so about 2778 million of them side by side would span a millimetre.
النطاق الحراري
ساماريوم is liquid over a 722 K window, from 1345 K to 2067 K.
القصة
A rare earth whose magnets keep working at temperatures that destroy neodymium.
اكتشف الكيميائي الفرنسي Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran الساماريوم أثناء دراسة معدن السمارسكيت من ولاية كارولاينا الشمالية. وباستخدام تقنياته الرائدة في التحليل الطيفي، رصد خطوطًا طيفية جديدة لم يكن من الممكن نسبها إلى العناصر المعروفة.
استخدم Boisbaudran التحليل الطيفي باللهب لتحليل مركزات العناصر الأرضية النادرة، ولاحظ خطوط انبعاث برتقالية-حمراء مميزة عند أطوال موجية لم تُسجل من قبل. وقد أثبتت ملاحظاته الدقيقة ونهجه المنهجي أن الساماريوم أول عنصر أرضي نادر يُكتشف من خلال التحليل الطيفي.
سُمّي العنصر باسم معدن السمارسكيت، الذي كُرّم به مهندس التعدين الروسي العقيد Vasili Samarsky-Bykhovets. وبذلك أصبح الساماريوم أول عنصر يُسمّى باسم شخص على قيد الحياة، وإن كان ذلك بصورة غير مباشرة من خلال اسم المعدن.
لم يُعزل فلز الساماريوم النقي حتى عام 1901 على يد Eugène-Anatole Demarçay، الذي استخدم الاختزال الكهروكيميائي لكلوريد الساماريوم. وتُظهر الفترة البالغة 22 عامًا بين الاكتشاف والعزل التحديات التقنية لتنقية العناصر الأرضية النادرة.
بدأ الإنتاج التجاري للساماريوم في الستينيات مع تطوير تقنيات الفصل بالتبادل الأيوني. وقد أدى اكتشاف مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت على يد Albert Daane وKenneth Strnat في 1966 إلى تحويل الساماريوم من مادة محط اهتمام مختبري إلى مادة استراتيجية مهمة.
أسهم اكتشاف الساماريوم في:
الاستخدامات
يُعدّ الساماريوم أحد العناصر الأرضية النادرة الأكثر أهمية من الناحية الاستراتيجية، إذ يقود الابتكارات في المغناطيسات عالية الأداء، والتكنولوجيا النووية، وعلوم المواد المتقدمة. وتجعله خصائصه المغناطيسية الفريدة وقدرته على امتصاص النيوترونات عنصرًا لا غنى عنه في التكنولوجيا الحديثة.
تمثل مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت (SmCo) قمة تكنولوجيا المغناطيسات الدائمة، إذ تحافظ على قوتها المغناطيسية عند درجات حرارة تصل إلى 350°C، حيث تفشل مغناطيسات النيوديميوم. وتُشغّل هذه المغناطيسات محركات دقيقة في الأقمار الصناعية، وأنظمة التوجيه العسكرية، ومعدات الصوت عالية الجودة.
يمتلك الساماريوم-149 أعلى مقطع عرضي لامتصاص النيوترونات الحرارية بين جميع النوى المستقرة، مما يجعله مهمًا لقضبان التحكم في المفاعلات النووية. ويتراكم هذا النظير طبيعيًا في قلوب المفاعلات بوصفه ناتجًا من نواتج الانشطار، مما يتطلب إدارة دقيقة في حسابات فيزياء المفاعلات.
يُستخدم الساماريوم-153 بوصفه مستحضرًا صيدلانيًا إشعاعيًا لعلاج نقائل سرطان العظام. ويوفر تراكم النظير الموجّه في النسيج العظمي وانبعاث بيتا المتحكم فيه إشعاعًا علاجيًا دقيقًا مع تقليل الضرر الذي يلحق بالأعضاء السليمة.
تُنتج الزجاجات المطعّمة بالساماريوم مكوّنات بصرية متخصصة لتطبيقات الأشعة تحت الحمراء، بما في ذلك أنظمة الرؤية الليلية، وأجهزة تحديد مدى الليزر، واتصالات الألياف الضوئية. وتتيح خطوط الامتصاص الحادة للعنصر ترشيحًا دقيقًا للأطوال الموجية.
تسهّل محفزات الساماريوم تكوين روابط كربون-كربون في الاصطناع العضوي، ولا سيما في تصنيع المستحضرات الصيدلانية. ويتيح يوديد الساماريوم (SmI₂) تفاعلات اختزال فريدة يستحيل إجراؤها باستخدام المحفزات التقليدية.
⚡ محرك الابتكار: تتيح مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت تصغير حجم المحركات عالية الأداء، مما يجعل كل شيء ممكنًا، من الروبوتات الدقيقة إلى توربينات الرياح فائقة الكفاءة.تستخدم المركبات الكهربائية عالية الأداء مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت في محركات الدفع الخاصة بها، بفضل ثباتها الاستثنائي عند درجات الحرارة وكثافة قدرتها. وتحافظ هذه المغناطيسات على كفاءتها أثناء التسارع السريع والتشغيل بسرعات عالية.
تعتمد الطائرات التجارية والعسكرية على مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت في المشغلات، وأجهزة الاستشعار، ومعدات الملاحة. وتضمن مقاومة المغناطيسات لإزالة المغنطة عند الارتفاعات والظروف الحرارية القصوى تشغيلًا موثوقًا في بيئات الطيران والفضاء.
تدمج أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي مركبات الساماريوم في عوامل التباين لتحسين تصوير أنسجة محددة. وتعمل الخصائص المغناطيسية للساماريوم على تحسين دقة الصور والدقة التشخيصية لبعض الحالات الطبية.
تحتوي مكبرات الصوت وسماعات الرأس عالية الجودة على مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت في مشغلاتها، مما ينتج جودة صوت فائقة مع أقل قدر من التشويه. ويقدّر عشاق الصوت هذه المكونات بسبب ثباتها المغناطيسي الاستثنائي وأدائها الصوتي.
تستخدم معدات التصنيع محركات مغناطيسية دائمة قائمة على الساماريوم لتحديد المواضع بدقة، والتشغيل الآلي عالي السرعة، وأنظمة التجميع الآلية. وتوفر هذه المحركات كفاءة استثنائية وقابلية عالية للتحكم.
تحتوي الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والحواسيب المحمولة على محركات دقيقة مزودة بمغناطيسات الساماريوم للضبط البؤري التلقائي للكاميرا، والتغذية اللمسية الراجعة، ومراوح التبريد. ويتيح التصغير الذي توفره هذه المغناطيسات القوية تصميم أجهزة أنحف وأكثر كفاءة.
مصدره
7.05 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 67% of elements
يوجد الساماريوم أساسًا في رواسب المونازيت والبستناسايت، حيث يشكّل عادةً 1-8% من محتوى العناصر الأرضية النادرة. وتقع أكبر الرواسب القابلة للاستغلال اقتصاديًا في الصين (بايان أوبو)، والولايات المتحدة (ماونتن باس، كاليفورنيا)، وأستراليا (ماونت ويلد).
يتركز الساماريوم في الصخور النارية القلوية والبغماتيتات المرتبطة بها من خلال عمليات التمايز الصهاري. وتحتوي معقدات الكربوناتيت، التي تتشكل من صهارات غنية بثاني أكسيد الكربون، على أعلى تركيزات الساماريوم بسبب التجزؤ التفضيلي أثناء التبلور.
توجد موارد مهمة من الساماريوم في:
يتطلب فصل الساماريوم عمليات معقدة متعددة المراحل تشمل التبادل الأيوني، والاستخلاص بالمذيبات، والتبلور التجزيئي. وتجعل أوجه التشابه بين الخصائص الكيميائية لللانثانيدات عملية التنقية مستهلكة للطاقة ومتطلبة تقنيًا.
غالبًا ما ينطوي تعدين العناصر الأرضية النادرة على استخراج الثوريوم واليورانيوم المشعين بصورة مشتركة، مما يتطلب إدارة متخصصة للنفايات. وتشمل تدابير حماية البيئة مراقبة المياه الجوفية، وإدارة أحواض المخلفات، وأنظمة التحكم في جودة الهواء.
يؤدي تركّز إمدادات الساماريوم العالمية في عدد قليل من البلدان إلى إثارة مخاوف بشأن المواد الاستراتيجية لدى الدول المعتمدة على التكنولوجيا. وتزداد أهمية برامج إعادة التدوير وتطوير مصادر بديلة لأمن الإمدادات.
📊 الوفرة في القشرة الأرضية: يوجد الساماريوم بكمية تقارب 6 أجزاء في المليون في قشرة الأرض، مما يجعله أوفر من القصدير لكنه أندر من النحاس.التعامل
يشكل فلز الساماريوم مخاطر نشوب حريق عند تقسيمه إلى جزيئات دقيقة، إذ يشتعل تلقائيًا في الهواء فوق 150°C. ويتطلب تخزين رقائق الفلز ومسحوقه في جو خامل لمنع الأكسدة والاحتراق المحتمل.
يتفاعل الساماريوم ببطء مع الماء والأحماض، منتجًا غاز الهيدروجين والحرارة. تجنب ملامسته للعوامل المؤكسدة القوية، التي قد تسبب تفاعلات عنيفة. وقد تسبب مركبات الساماريوم تهيج الجلد والعينين عند التلامس المباشر.
اعمل في مناطق جيدة التهوية أو خزانات شفط الأبخرة عند التعامل مع مركبات الساماريوم. استخدم أشرطة التأريض وإجراءات مقاومة الكهرباء الساكنة عند العمل مع المساحيق. أبقِ المواد غير المتوافقة منفصلة وموسومة بوضوح.
خزّن فلز الساماريوم تحت زيت معدني أو غاز خامل لمنع الأكسدة. وينبغي حفظ المركبات في حاويات محكمة الإغلاق في أماكن باردة وجافة بعيدًا عن الأحماض والعوامل المؤكسدة. حافظ على درجة الحرارة تحت 25°C لتحقيق الثبات الأمثل.
حوادث الحريق: استخدم الرمل الجاف، أو كلوريد الصوديوم، أو طفايات حرائق الفئة D. لا تستخدم الماء مطلقًا في حرائق فلز الساماريوم. انسكابات المواد الكيميائية: عادلها بحمض ضعيف، وامتصصها بمادة خاملة، وتخلّص منها وفقًا للوائح.
✅ سمية منخفضة: يتمتع الساماريوم بسمية حادة منخفضة نسبيًا، لكن ينبغي التعامل معه وفق احتياطات السلامة المختبرية القياسية لمنع التعرض التراكمي.إجابات سريعة
ساماريوم (symbol Sm) is element 62 on the periodic table, a لانثانيد in period 6. A rare earth whose magnets keep working at temperatures that destroy neodymium. At room temperature it is a solid.
[Xe] 4f⁶ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 24, 8, 2 electrons respectively.ساماريوم melts at 1345 K (1071.9 °C) and boils at 2067 K (1793.9 °C).
The standard atomic weight of ساماريوم is 150.36 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
ساماريوم has a density of 7.52 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of ساماريوم is about 7.5× heavier.
ساماريوم has a Pauling electronegativity of 1.17. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
ساماريوم was discovered in 1879 by Lecoq de Boisbaudran. It is named after the mineral samarskite.
ساماريوم makes up about 7.1 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.