Gustav Rose beschrieb 1839 einMineral aus demIlmengebirge inRussland, das er nach der angenommenen Zusammensetzung mit hohenUran- undTantalgehaltenUranotantal nannte. 1847 konnte sein BruderHeinrich Rose größere Mengen des Minerals untersuchen. Dieser fand eine andere chemische Zusammensetzung des Minerals, so enthielt das MineralNiob anstatt von Tantal. Zudem erkannte er, dass das Mineral identisch mit einem vonHans Rudolph Hermann beschriebenen undYtteroilmenit benannten Mineral ist.[12] Daraufhin benannte Heinrich Rose das Mineral zu Ehren vonWassili Jewgrafowitsch Samarski-Bychowez, einem Mitarbeiter der russischen Bergbauhörde, der ihm Proben des Minerals verschafft hatte, inSamarskit um.[13]
Ab 1878 wurde die chemische Zusammensetzung des Samarskits intensiv erforscht. So behauptete 1878John Lawrence Smith, in Samarskit ein neues Element gefunden zu haben, das er zu Ehren vonCarl Gustav MosanderMosandrium nannte. Dieses stellte sich jedoch bald darauf als eine überwiegendterbiumhaltige Mischung verschiedener Seltener Erden heraus.[14] Ebenfalls 1878 beschriebMarc Delafontaine ein bislang unbekanntes Element im Samarskit, das er nach demlateinischendecipiens ‚trügerisch‘Decipium nannte. Er beschrieb ein gelbes, beim Erhitzen im Wasserstoffstrom weiß werdendes Oxid und charakteristischeAbsorptionsbanden bei 416 und 478 nm.[15] 1879 untersuchtePaul Émile Lecoq de Boisbaudran Samarskit mittelsfraktionierter Kristallisation mitAmmoniakwasser und bemerkte dabei, dass vor demDidym eine weitere, unbekannte Erde ausfiel. Als er diese spektroskopisch untersuchte, fand er unter anderem zwei bislang unbekannte Absorptionsbanden im blauen Spektralbereich. Er ging daher davon aus, ein neues Element gefunden zu haben und nannte dieses nach dem Mineral SamarskitSamarium.[16][17] AuchJean Charles Galissard de Marignac untersuchte 1880 Samarskit und fand bei der Zerlegung in verschiedenen Fraktionen unbekannte Spektrallinien, die er provisorisch Yα und Yβ nannte.[18] Yα sollte späterGadolinium genannt werden.[19]
1880 stellteJacques-Louis Soret fest, dass es sich bei Decipium, Samarium und Yβ um das gleiche Element handelte[20] und 1881 plädierte Delafontaine dafür, dass das neue Element den Namen Samarium bekommen sollte, da Lecoq de Boisbaudran eine bessere Beschreibung des Absorptionsspektrums des Elements geliefert habe als er.[21] Es wird davon ausgegangen, dass Delafontaine kein reines Samarium untersucht hatte.[17]
Lecoq de Boisbaudran untersuchte ebenso wieWilliam Crookes das Samarium genauer und fand Spektrallinien, die auf ein weiteres, unbekanntes Element hindeuteten. Dies konnte 1901Eugène-Anatole Demarçay bestätigen, der das neue ElementEuropium nannte.[22][23]
Wilhelm Muthmann stellte 1903 erstmals metallisches Samarium her. Dazu musste er zunächst durch fraktionierte Kristallisation Samarium von den anderen Seltenen Erden trennen. Nachdem Muthmann reines Samariumsalz erhalten hatte, konnte er einAtomgewicht des Elementes von 151,39 (real 150,36) bestimmen. Anschließend versuchte er, metallisches Samarium zu gewinnen, was durch den hohen Schmelzpunkt des Metalls erschwert wurde. Dies gelang schließlich durchSchmelzflusselektrolyse einer Mischung vonSamarium- undBariumchlorid mit Kohleelektroden bei 100 AStromstärke. Das Metall, für das Muthmann eine Dichte von 7,7 bis 7,8 bestimmte, war allerdings nicht rein, sondern enthielt nochKohlenstoff und 0,6 %Magnesium, das wahrscheinlich aus dem verwendeten Tiegel stammte.[24]
Gediegen kommt elementares Samarium nicht vor. Einige Mineralien wieMonazit,Bastnäsit undSamarskit enthalten jedoch das Element. Monazit enthält bis zu 1 % Samarium.
Samarium wird derzeit fast ausschließlich in China gewonnen.[25][26] In den USA ist der größte Nutzer von Samarium das RüstungsunternehmenLockheed Martin.[27] Ab den 1970er Jahren bezog der Westen Samarium vor allem von einer Fabrik inLa Rochelle, Frankreich.[27] Diese Fabrik schloss 1994, auch weil sie mit der günstigeren Konkurrenz aus China nicht mithalten konnte. In China wird es vor allem inBaotou in derInneren Mongolei gewonnen.[27]
Ausgehend vom Monazit oder Bastnäsit werden Seltenerdmetalle überIonentausch, Solvent-Extraktion oderelektrochemische Deposition aufgetrennt. In einem letzten Verfahrensschritt wird das hochreine Samariumoxid mit metallischemLanthan zum Metallreduziert undabsublimiert.
In Luft ist Samarium halbwegs beständig, es bildet eine passivierende, gelblicheOxidschicht aus. Metallisch glänzendes Samarium entzündet sich oberhalb von 150 °C. Mit Sauerstoff reagiert es zumSesquioxid Sm2O3. MitWasser reagiert es heftig unter Bildung vonWasserstoff und Samariumhydroxid. Die beständigsteOxidationsstufe ist wie bei allen Lanthanoiden +3.
Samarium kommt in drei Modifikationen vor. Die Umwandlungspunkte liegen bei 734 °C und 922 °C. Sm3+-Kationen färben wässrige Lösungen gelb.
Die Halbwertszeit von Samarium-146 wurde auf 92 ± 2,9 Millionen Jahre bestimmt.[28][29] Gem. Medienmitteilung vomPaul Scherrer Institut im August 2024 wurde die Halbwertszeit noch präziser bestimmt. Sie beträgt 92 ± 2,6 Millionen Jahre.[30] Die Halbwertszeit von Samarium-146 wurde in einem präzisen Experiment ermittelt, das sich in drei Hauptschritte gliedert.[30] Zuerst wurde eine hochreine Samarium-146-Probe hergestellt, indem Tantal-Proben an der Schweizer Spallations-Neutronenquelle bestrahlt und anschließend chemisch gereinigt wurden.[30] Dann wurde die Aktivität der Probe gemessen, indem sie in einem exakt kalibrierten Detektor platziert wurde, um die Alpha-Zerfälle zu zählen.[30] Schließlich wurde die Anzahl der Samarium-146-Atome durch Massenspektrometrie bestimmt.[30] Diese Kombination erlaubte es, die Halbwertszeit einigermaßen exakt festzulegen.
Wegen seines großen Wirkungsquerschnitts für thermische und epithermischeNeutronen wird Samarium als Neutronen-Absorber in nuklearen Anwendungen verwendet. Da Sm‑149 auch als Spaltprodukt entsteht, ist es ein unvermeidbaresNeutronengift in Kernreaktoren.
Samarium-Cobalt-Magnete: Permanentmagnete aus SmCo5 weisen einen hohen Widerstand gegen Entmagnetisierung auf sowie eineKoerzitivfeldstärke von bis zu 2200 kA/m. Die verbesserte Legierung Sm2Co17 ist in der Herstellung aufwendiger, weist aber höhere magnetische Eigenschaften und eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf. Verwendung finden sie in Schrittmotoren fürQuarzuhren, Antriebsmotoren in Kleinsttonbandgeräten (Walkman, Diktiergeräten), Kopfhörern,Sensoren, Kupplungen in Rührwerken undFestplattenlaufwerken. Als gewichtssparende Magnetwerkstoffe werden sie auch in der Luft- und Raumfahrt verwendet.
Samariumverbindungen werden zur Sensibilisierung von (Leucht‑)Phosphor für Bestrahlung mit infrarotem Licht genutzt.
AlsKatalysator; Samariumoxid katalysiert die Hydrierung und Dehydrierung vonEthanol (Alkohol).
Verbindungen mit Samarium in der weniger günstigen Oxidationsstufe +2 (insbesondere Samarium(II)-iodid und Samarium(II)-bromid) finden Anwendung in der organischen Synthese (Reduktionsmittel und Ein-Elektronen-Transferreagenz, z. B. samariumvermittelte Pinakol-Kupplungen).
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