Samario: Propiedades, características y usos

samario

El samario es un elemento químico con el símbolo  Sm y el número atómico  62. Es un metal plateado moderadamente duro que se oxida lentamente en el aire. 

Al ser un miembro típico de la serie de los lantánidos, el samario generalmente asume el estado de oxidación +3. También se conocen los compuestos de samario (II), especialmente el monóxido SmO, los monochalcogenuros SmS, SmSe y SmTe, así como el yoduro de samario (II). El último compuesto es un agente reductor común en la síntesis química.

El samario no tiene un papel biológico significativo, pero solo es ligeramente tóxico.

Información del samario

Fecha de descubrimiento1879
Descubierto porPaul-Émile Lecoq de Boisbaudran
Origen del nombreEl nombre se deriva de samarskita, el nombre del mineral del que se aisló por primera vez.

Características del samario

El samario es un metal de tierras raras que tiene una dureza y densidad similares a las del zinc. 

Con el punto de ebullición de 1794 °C, el samario es el tercer lantánido más volátil después del iterbio y el europio; Esta propiedad facilita la separación del samario del mineral.

En condiciones ambientales, el samario normalmente asume una estructura romboédrica (forma α).

Al calentar a 731 °C, su simetría de cristal cambia a hexagonalmente compacta (hcp), sin embargo, la temperatura de transición depende de la pureza del metal. 

Un calentamiento adicional a 922 °C transforma el metal en un cuerpo cúbico centrado en el cuerpo (bcc) fase.

El calentamiento a 300 °C combinado con la compresión a 40  kbar da como resultado una estructura doblemente hexagonal cerrada (dhcp).

La aplicación de una presión más alta del orden de cientos o miles de kilobars induce una serie de transformaciones de fase, en particular con una fase tetragonal que aparece a aproximadamente 900 kbar.

En un estudio, la fase dhcp podría producirse sin compresión, utilizando un régimen de recocido sin equilibrio con un cambio rápido de temperatura entre aproximadamente 400 y 700 °C, lo que confirma el carácter transitorio de esta fase de samario.

Además, las películas delgadas de samario obtenidas por deposición de vapor pueden contener las fases hcp o dhcp en condiciones ambientales.

El samario (y su sesquióxido) son paramagnéticos a temperatura ambiente. Sus momentos magnéticos efectivos correspondientes, por debajo de 2 μB, son los terceros más bajos entre los lantánidos (y sus óxidos) después del lantano y el lutecio

El metal se transforma en un estado antiferromagnético al enfriarse a 14.8 K.

Los átomos de samario individuales pueden aislarse encapsulándolos en moléculas de fullereno. También se pueden dopar entre las moléculas de C60 en el sólido de fullereno, haciéndolo superconductor a temperaturas inferiores a 8 K.

El dopaje con samario de los superconductores a base de hierro , la clase más reciente de superconductores de alta temperatura, permite mejorar su temperatura de transición a 56 K, que es el valor más alto alcanzado hasta ahora en esta serie.

Samario en la tabla periódica

GrupoLantánidos
Período6
BloquearF
Número Atómico62
Valencia2,3
Estado de oxidación+3
Electronegatividad1,1
Radio covalente (Å)1,66
Radio iónico (Å)1,04
Radio atómico (Å)1,66
Configuración electrónica[Xe]4f65d06s2
Estado a 20 °Csólido
Punto de fusión1072 °C, 1962 °F, 1345 K
Punto de ebullición1794 °C, 3261 °F, 2067 K 
Primer potencial de ionización (eV)5,63
Densidad (g/ml)7,54
Masa atómica relativa (g/mol)150,35

Usos y aplicaciones del samario

El uso principal del samario es en imanes de aleación de samario-cobalto para auriculares, motores pequeños y pastillas para algunas guitarras eléctricas. Estos imanes tienen una alta resistencia a la desmagnetización. Mantienen su ferromagnetismo a temperaturas de hasta 700 oC. Como resultado de su capacidad para operar a altas temperaturas, los imanes SmCo se utilizan en armas guiadas con precisión.

El óxido de samario se usa como catalizador para la deshidratación y deshidrogenación de etanol.

El óxido de samario también se usa en vidrio absorbente de infrarrojos.

El samario se usa en el tratamiento de cánceres.

El samario también se usa como absorbente en reactores nucleares.

Donde se encuentra el samario

El samario se encuentra en los minerales monazita y bastnasita que contienen todos los elementos de tierras raras.

Países productores de samario

Los minerales de donde obtiene el samario se extraen en China, Estados Unidos, Brasil, India, Sri Lanka y Australia. La monazita contiene 3% en peso de samario. 

Se cree que hay alrededor de 2 millones de toneladas de reservas en todo el mundo, con solo 700 toneladas por año extraídas en todo el mundo. 

Comercialmente, el samario se extrae por electrólisis del cloruro fundido con cloruro de sodio. 

También se puede producir calentando el óxido de samario con bario o lantano, que expulsa el samario en forma de vapor.

Nivel de toxicidad del samario

Las sales de samario estimulan el metabolismo, pero no está claro si este es el efecto del samario u otros lantánidos presentes con él. 

La cantidad total de samario en adultos es de aproximadamente 50  μg, principalmente en el hígado y los riñones, y aproximadamente 8 μg/L se disuelven en la sangre.

El samario no es absorbido por las plantas a una concentración medible y, por lo tanto, normalmente no forma parte de la dieta humana. Sin embargo, algunas plantas y vegetales pueden contener hasta 1 parte por millón de samario.

Las sales insolubles de samario no son tóxicas y las solubles son solo ligeramente tóxicas.

Cuando se ingiere, solo aproximadamente el 0.05% de las sales de samario se absorbe en el torrente sanguíneo y el resto se excreta. 

De la sangre, aproximadamente el 45% va al hígado y el 45% se deposita en la superficie de los huesos donde permanece durante aproximadamente 10 años; el 10% restante se excreta.

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