康熙字典

釤 - 概述

釤為銀白色金屬，熔點(diǎn)1077°C，沸點(diǎn)1791°C，密度7.52克/厘米³，是稀土元素中最易揮發(fā)的元素之一。天然存在的同位素有144Sm、147Sm~150Sm、152Sm和154Sm。似鐵一樣硬。在空氣中很快變暗，加熱到150℃即著火，燃燒生成氧化物。釤在空氣中比較穩(wěn)定，在化合物中主要以三價氧化態(tài)存在。

釤具有很高的熱中子俘獲截面，可作核反應(yīng)控制棒和中子吸收材料;釤鈷合金具有高剩磁、高矯頑力和最大磁能積等性能，廣泛用于行波管、高頻管和各種微波設(shè)備等方面。

發(fā)現(xiàn)

自莫桑德爾先后發(fā)現(xiàn)鑭、鉺和鋱以后，各國化學(xué)家特別注意從已發(fā)現(xiàn)的稀土元素去分離新的元素。1878年法國光譜學(xué)家、化學(xué)家德拉豐坦就從莫桑德爾發(fā)現(xiàn)的稱為didymium的元素中發(fā)現(xiàn)了一種新元素，稱為decipium。但1879年，法國另一位化學(xué)家布瓦博德朗利利用光譜分析，確定decipium是一些未知和已知稀土元素的混合物，并從中分離出當(dāng)時未知一種新元素，命名它為samarium，元素符號Sa，也就是釤。

釤 - 性質(zhì)

元素名稱：釤

元素原子量：150.4

元素類型：金屬

原子體積:(立方厘米/摩爾)：19.95

元素在太陽中的含量:(ppm)：0.001

元素在海水中的含量:(ppm)：太平洋表面 0.0000004

地殼中含量：(ppm)：7.9

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為三斜晶胞。

氧化態(tài)：Main Sm+3

Other Sm+2

維氏硬度：412MPa

聲音在其中的傳播速率：(m/S) 2130

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 543.3

M+ - M2+ 1068

M2+ - M3+ 2260

M3+ - M4+ 3990

晶胞參數(shù)：

a = 362.1 pm

b = 362.1 pm

c = 2625 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

相對原子質(zhì)量：150.4

常見化合價：+2,+3

電負(fù)性：1.17

外圍電子排布：4f6 6s2

核外電子排布：2,8,18,24,8,2

同位素及放射線：Sm-144 Sm-145[340d] Sm-146[1.03E8y] Sm-147(放α[1.06E11y]) Sm-148(放 α[7.0E15y]) Sm-149(放 α) Sm-150 Sm-151[90y] *Sm-

電子親合和能：0 KJ•mol-1

第一電離能：543 KJ•mol-1

第二電離能：1068 KJ•mol-1

第三電離能： 0 KJ•mol-1

單質(zhì)密度：7.54 g/cm3

單質(zhì)熔點(diǎn)：1072.0 ℃

單質(zhì)沸點(diǎn)：1900.0 ℃

原子半徑：2.59 埃

離子半徑：1.08(+3) 埃

共價半徑：1.62 埃

發(fā)現(xiàn)人：德•布瓦博德朗(L.deBoisbaubran) 發(fā)現(xiàn)年代：1879年

發(fā)現(xiàn)過程：1879年德•布瓦博德朗(L.deBoisbaubran)發(fā)現(xiàn)的。

釤 - 發(fā)現(xiàn)歷史

釤是稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱，從18世紀(jì)末葉開始被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時人們慣于把不溶于水的固體氧化物稱作土，例如把氧化鋁叫做陶土，氧化鎂叫苦土。稀土是以氧化物狀態(tài)分離出來，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序數(shù)是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它們的化學(xué)性質(zhì)很相似，這是由于核外電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。它們一般均生成三價化合物。鈧的化學(xué)性質(zhì)與其它稀土差別明顯，一般稀土礦物中不含鈧。钷是從鈾反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物中獲得，放射性元素147Pm半衰期2.7年。過去認(rèn)為钷在自然界中不存在，直到1965年，荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石中，才發(fā)現(xiàn)了钷的痕量成分。因此，中國1968年將钷劃入64種有色金屬之外。 1787年瑞典人阿累尼斯(C.A.Arrhenius)在斯德哥爾摩(Stockholm)附近的伊特比(Ytterby)小鎮(zhèn)上尋得了一塊不尋常的黑色礦石，1794年芬蘭化學(xué)家加多林(J.Gadolin)研究了這種礦石，從其中分離出一種新物質(zhì)，三年后(1797年)，瑞典人愛克伯格(A.G.Ekeberg)證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)，并以發(fā)現(xiàn)地名給新的物質(zhì)命名為Ytteia(釔土)。后來為了紀(jì)念加多林，稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦，即硅鈹釔礦)。

1803年德國化學(xué)家克拉普羅茲(M.H.Klaproth)和瑞典化學(xué)家柏齊力阿斯(J.J.Berzelius)及希生格爾(W.Hisinger)同時分別從另一礦石(鈰硅礦)中發(fā)現(xiàn)了另一種新的物質(zhì)---鈰土(Ceria)。1839年瑞典人莫桑得爾(C.G.Mosander)發(fā)現(xiàn)了鑭和鐠釹混合物(didymium)。1885年奧地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)從莫桑得爾認(rèn)為是“新元素”的鐠釹混合物中發(fā)現(xiàn)了鐠和釹。1879年法國人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)發(fā)現(xiàn)了釤。1901年法國人德馬爾賽(E.A.Demarcay)發(fā)現(xiàn)了銪。1880年瑞士馬利納克(J.C.G.De Marignac)發(fā)現(xiàn)了釓。1843年莫桑得爾發(fā)現(xiàn)了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發(fā)現(xiàn)了鏑。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)發(fā)現(xiàn)了鈥和銩。1974年美國人馬瑞斯克(J.A.Marisky)等從鈾裂產(chǎn)物中得到钷。1879年瑞典人尼爾松(L.F.Nilson)發(fā)現(xiàn)了鈧。從1794年加多林分離出釔土至1947年制得钷，歷時150多年。

釤 - 特性

稀土金屬的光澤介于銀和鐵之間。雜質(zhì)含量對它們的性質(zhì)影響很大，因而載于文獻(xiàn)中物理性質(zhì)常有明顯差異。鑭在6°K時是超導(dǎo)體。大多數(shù)稀土金屬呈現(xiàn)順磁性，釓在0℃時比鐵具有更強(qiáng)的鐵磁性。鋱、鏑、鈥、鉺等在低溫下也呈現(xiàn)鐵磁性。鑭、鈰的低熔點(diǎn)和釤、銪、鐿的高蒸氣壓表現(xiàn)出稀土金屬的物理性質(zhì)有極大差異。釤、銪、釓的熱中子吸收截面比廣泛用于核反應(yīng)堆控制材料的鎘、硼還大。稀土金屬具有可塑性，以釤和意為最好。除鐿外，釔組稀土較鈰組稀土具有更高的硬度。稀土金屬的化學(xué)活性很強(qiáng)。當(dāng)和氧作用時，生成穩(wěn)定性很高的R2O3型氧化物(R表示稀土金屬)。鈰、鐠、鋱還生成CeO2、Pr6O11、TbO2型氧化物。

它們的標(biāo)準(zhǔn)生成熱和標(biāo)準(zhǔn)自由焓負(fù)值比鈣、鋁、鎂氧化物的值還大。稀土氧化物的熔點(diǎn)在2000℃以上，銪的原子半徑最大，性質(zhì)最活潑，在室溫下暴露于空氣中立即失去光澤，很快氧化成粉末。鑭、鈰、鐠、釹也易于氧化，在表面生成氧化物薄膜。金屬釔、釓、镥的抗腐蝕性強(qiáng)，能較長時間地保持其金屬光澤。稀土金屬能以不同速率與水反應(yīng)。銪與冷水劇烈反應(yīng)釋放出氫。鈰組稀土金屬在室溫下與水反應(yīng)緩慢，溫度增高則反應(yīng)加快。釔組稀土金屬則較為穩(wěn)定。稀土金屬在高溫下與鹵素反應(yīng)生成+2、+3、+4價的鹵化物。無水鹵化物吸水性很強(qiáng)，很容易水解生成ROX(X表示鹵素)型鹵氧化合物。稀土金屬還能和硼、碳、硫、氫、氮反應(yīng)生成相應(yīng)的化合物。

釤 - 用途

1、釤鈷磁體是最早得到工業(yè)應(yīng)用的稀土磁體。這種永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發(fā)明了SmCo5系，后期發(fā)明了Sm2Co17系。現(xiàn)在是以后者的需求為主。釤鈷磁體所用的氧化釤的純度不需太高，從成本方面考慮，主要使用95%左右的產(chǎn)品。釤鈷合金具有高剩磁、高矯頑力和最大磁能積等性能，廣泛用于行波管、高頻管和各種微波設(shè)備等方面。

2、氧化釤還用于陶瓷電容器和催化劑方面。

3、釤還具有核性質(zhì)，可用作原子能反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料，屏敝材料和控制材料，使核裂變產(chǎn)生巨大的能量得以安全利用。釤具有很高的熱中子俘獲截面，可作核反應(yīng)控制棒和中子吸收材料。