Samarium | |||||||||||
Samarium dans une ampoule. | |||||||||||
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Position dans le tableau périodique | |||||||||||
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Symbole | Sm | ||||||||||
Nom | Samarium | ||||||||||
Numéro atomique | 62 | ||||||||||
Groupe | – | ||||||||||
Période | 6e période | ||||||||||
Bloc | Bloc f | ||||||||||
Famille d'éléments | Lanthanide | ||||||||||
Configuration électronique | [Xe] 4f6 6s2 | ||||||||||
Électrons par niveau d’énergie | 2, 8, 18, 24, 8, 2 | ||||||||||
Propriétés atomiques de l'élément | |||||||||||
Masse atomique | 150,36 ± 0,03 u[1] | ||||||||||
Rayon atomique (calc) | 185 pm (238 pm) | ||||||||||
Rayon de covalence | 198 ± 8 pm[2] | ||||||||||
État d’oxydation | 3 | ||||||||||
Électronégativité (Pauling) | 1,17 | ||||||||||
Oxyde | Base | ||||||||||
Énergies d’ionisation[3] | |||||||||||
1re : 5,643 7 eV | 2e : 11,07 eV | ||||||||||
3e : 23,4 eV | 4e : 41,4 eV | ||||||||||
Isotopes les plus stables | |||||||||||
Propriétés physiques du corps simple | |||||||||||
État ordinaire | solide | ||||||||||
Masse volumique | 7,520 g·cm-3 (25 °C, α)[1] | ||||||||||
Système cristallin | Rhomboédrique | ||||||||||
Couleur | blanc argenté | ||||||||||
Point de fusion | 1 072 °C[1] | ||||||||||
Point d’ébullition | 1 794 °C[1] | ||||||||||
Énergie de fusion | 8,63 kJ·mol-1 | ||||||||||
Énergie de vaporisation | 166,4 kJ·mol-1 | ||||||||||
Volume molaire | 19,98×10-6 m3·mol-1 | ||||||||||
Pression de vapeur | 563 Pa à 1 345 K | ||||||||||
Vitesse du son | 2 130 m·s-1 à 20 °C | ||||||||||
Chaleur massique | 200 J·kg-1·K-1 | ||||||||||
Conductivité électrique | 0,956×106 S·m-1 | ||||||||||
Conductivité thermique | 13,3 W·m-1·K-1 | ||||||||||
Divers | |||||||||||
No CAS | [5] | ||||||||||
No ECHA | 100.028.298 | ||||||||||
No CE | 231-128-7 | ||||||||||
Précautions | |||||||||||
SGH[6] | |||||||||||
H228, H261, H373, P210, P231+P232 et P422 |
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Transport[6] | |||||||||||
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Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||
Le samarium est l'élément chimique de numéro atomique 62, de symbole Sm. Il appartient au groupe des lanthanides (inclus dans les terres rares). Le corps simple samarium est un métal.
Caractéristiques notables
Le samarium est un métal rare sur la Terre. Il est de couleur argentée, relativement stable à l'air libre et s'enflamme spontanément à 150 °C. Trois modifications de la structure du métal existent notamment à 734 °C et 922 °C.
Histoire et étymologie
Découvertes des terres rares. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthèses sont les dates d'annonces des découvertes[7]. Les branches représentent les séparations des éléments à partir d'un ancien (l'un des nouveaux éléments conservant le nom de l'ancien, sauf pour le didyme). |
Le samarium est découvert par spectroscopie en 1853 par le chimiste suisse Jean Charles Galissard de Marignac, par l'observation de ses fines raies d'absorption dans le didyme. Il est isolé (sous forme d'un mélange de deux oxydes) à Paris en 1879 par le chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran à partir de la samarskite, un minéral de formule chimique (Y,Ce,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16. En 1901, le chimiste français Eugène Demarçay réussit à séparer les deux oxydes, et découvre ainsi l'europium.
Le nom du samarium provient de celui de la samarskite, découverte par le colonel Samarsky dans une mine de l'Oural.
Isotopes
Le samarium naturel est composé de cinq isotopes stables (144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm et 154Sm) et de deux radioisotopes de très longue demi-vie, 147Sm (1,06 × 1011 a) et 148Sm (7 × 1015 a), 152Sm étant le plus abondant (22,75 %). 146Sm a également une très longue demi-vie (1,03 × 108 a), mais il n'est présent naturellement qu'à l'état de traces, comme produit de la nucléosynthèse explosive[8].
Utilisations
- aimants permanents : en alliage avec le cobalt : SmCo5 et de Sm2Co17. Les aimants au samarium-cobalt possèdent la résistance à la démagnétisation la plus élevée connue[9].
- Capteur de neutrons : le samarium possède une très grande capacité de capture des neutrons thermiques. Ses isotopes sont des produits de fission communs dans les réacteurs nucléaires particulièrement l'isotope 149 qui est un poison neutronique, le samarium 149 s'accumule dans le cœur créant une perte de réactivité que l'on appelle l'empoisonnement samarium dont le mécanisme est proche de l'empoisonnement xénon.
- Électronique : des condensateurs céramiques utilisent un diélectrique à base d'oxydes de lanthane, de néodyme ou de samarium.
- Optique : ajouté au verre, son oxyde Sm2O3 permet une forte absorption de l'infrarouge.
- Médecine : le 153Sm est utilisé en radiothérapie symptomatique, principalement pour soulager les douleurs dues aux métastases osseuses.
- On le retrouve dans les microphones de guitares électriques comme dans les barres de contrôle de certains réacteurs nucléaires.
Effets biologiques
Le samarium métallique n'a pas de rôle biologique connu dans le corps humain. Les sels de samarium sont réputés stimuler le métabolisme, mais il n'est pas certain que cet effet provienne du samarium lui-même plutôt que des autres lanthanides présents avec lui. La quantité totale de samarium chez l'adulte est de l'ordre de 50 μg, essentiellement dans le foie et les reins avec environ 8 µg /L dans le sang.
Après ingestion, seuls 0,05 % des sels de samarium sont absorbés dans le sang, le reste étant directement excrété. Depuis le sang, environ 45 % du samarium passe dans le foie et 45 % se dépose à la surface des os, où il demeure environ dix ans, les 10 % restants étant à leur tour excrétés[10].
Le samarium n'est généralement pas absorbé par les plantes dans des quantités mesurables et n'entre donc pas dans l'alimentation humaine. Cependant, certaines d'entre elles peuvent en contenir 1 ppm. Les sels du samarium insolubles dans l'eau ne sont pas toxiques, ceux qui sont solubles l'étant légèrement[11].
Notes et références
- 1 2 3 4 (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
- ↑ (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions, , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
- ↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e éd., p. 10-203
- ↑ (en) N. Kinoshita, M. Paul, Y. Kashiv, P. Collon, C. M. Deibel, B. DiGiovine, J. P. Greene, D. J. Henderson, C. L. Jiang, S. T. Marley, T. Nakanishi, R. C. Pardo, K. E. Rehm, D. Robertson, R. Scott, C. Schmitt, X. D. Tang, R. Vondrasek et A. Yokoyama, « A Shorter 146Sm Half-Life Measured and Implications for 146Sm-142Nd Chronology in the Solar System », Science, vol. 335, no 6076, , p. 1614-1617 (lire en ligne) DOI 10.1126/science.1215510
- ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
- 1 2 Samarium, puriss., 99.9% chez Sigma-Aldrich.
- ↑ (en) Episodes from the History of the Rare Earth Elements, Springer Netherlands, coll. « Chemists and Chemistry », (ISBN 9789401066143 et 9789400902879, DOI 10.1007/978-94-009-0287-9), xxi.
- ↑ (en) Samir Maji, Susanta Lahiri, Birgit Wierczinski et Gunther Korschinek, « Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis », Analyst, vol. 131, no 12, , p. 1332–1334 (PMID 17124541, DOI 10.1039/b608157f, Bibcode 2006Ana...131.1332M)
- ↑ « Informations sur les matériaux magnétiques — Aimants au samarium-cobalt (SmCo) » [PDF], sur maurermagnetic.com, (consulté le ), p. 52-1.
- ↑ Human Health Fact Sheet on Samarium, Los Alamos National Laboratory
- ↑ (en) John Emsley, Nature's Building Blocks : An A-Z Guide to the Elements, Oxford, England, UK, Oxford University Press, , 538 p., poche (ISBN 978-0-19-850340-8, lire en ligne), « Samarium », p. 371–374
Voir aussi
Articles connexes
- Jean Charles Galissard de Marignac
Liens externes
- (en) « Technical data for Samarium » (consulté le ), avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope
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1 | H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
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