في الكيمياء يعد عنصر الساماريوم أحد العناصر الكيميائية، ويمتلك الرمز الكيميائي Sm ورقم ذري مقداره 62 في الجدول الدوري، كما ويصنف الساماريوم على أنه أحد اللانثانيدات وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر الساماريوم
اسم الساماريوم مشتق من معدن السامارسكايت (samarskite)، والذي قد تم العثور عليه، وتم تسميته على اسم العقيد (Samarski) وهو مسؤول المناجم الروسي، لقد تم اكتشاف عنصر السماريوم في الأصل في عام 1878 ميلادي، حيث تم الاكتشاف من قبل الكيميائي السويسري مارك ديلافونتين والذي أطلق عليه اسم الديسيبيوم.
كما ولقد اكتشفه أيضًا الكيميائي الفرنسي بول إميل ليكوك دي بواسبودران في عام 1879 ميلادي، وبعد عامين أي في عام 1881 ميلادي قرر ديلافونتين أن الديسيبيوم الخاص به يمكن أن يتم قسمه إلى عنصرين مختلفين أحدهما مطابق لعنصر الساماريوم، وفي عام 1901 ميلادي أظهر الكيميائي الفرنسي يوجين أناتول ديماركاي أن أرض الساماريوم هذه تحتوي أيضًا على عنصر اليوروبيوم أيضا.
لقد تمت ملاحظة عنصر الساماريوم من خلال عملية التحليل الطيفي من قبل الكيميائي السويسري جان تشارلز جاليسارد دي مارينياك في مادة تعرف سامارسكايت معدني ((Y، Ce، U، Fe) 3 (Nb، Ta، Ti) 5O16) في عام 1879 ميلادي، أما في هذه الأيام، فإنه يتم الحصول على عنصر الساماريوم بشكل أساسي من خلال عملية التبادل الأيوني من رمل المونازيت ((Ce، La، Th، Nd، Y ) PO4) وهي عبارة عن مادة غنية بالعناصر الأرضية النادرة والتي من الممكن أن تحتوي على ما يصل إلى إلى نسبة 2.8٪ من عنصر الساماريوم.
لقد تم اكتشاف عنصر الساماريوم طيفيًا من خلال خطوط الامتصاص الحادة، وحدث ذلك في عام 1879 ميلادي بواسطة ليكوك دي بواسبودران في معدن السامارسكايت، معدن السماريوم له بريق فضي لامع ومستقر بدرجة معقولة في الهواء، كما وتوجد ثلاثة تعديلات بلورية للمعدن مع تحولات عند درجة حرارة 734 ودرجة حرارة 922 درجة مئوية، إذ يشتعل المعدن في الهواء عند حوالي 150 درجة مئوية، كما ويتمتع الكبريتيد باستقرار ممتاز عند درجات الحرارة العالية وكفاءة كهروحرارية جيدة قد تصل إلى 1100 درجة مئوية.
يعد عنصر الساماريوم عبارة عن أحد العناصر الأرضية النادرة التي يتم استخدامها في صناعة مصابيح القوس الكربوني، والتي تستخدم في صناعة الصور المتحركة لإضاءة الاستوديو وأضواء جهاز العرض، كما ويشكل عنصر الساماريوم أيضًا حوالي نسبة 1٪ من معدن الميش، وهي عبارة عن مادة يتم استخدامها في صنع أحجار الصوان للولاعات.
يشكل عنصر الساماريوم مركبًا من الكوبالت، وهذا المركب يمتلك الصيغة الكيميائية التالية (SmCo5)، وهو عبارة عن مغناطيس يمتاز بأنه دائم وقوي، كما أنه يتمتع بأعلى قيمة مقاومة لإزالة المغناطيسية من أي مادة معروفة أخرى، كما ويُقال أن له قوة قسرية ذاتية تصل إلى ما يقارب 2200 كيلو أمبير لكل متر.
لقد تم استخدام أكسيد الساماريوم في الزجاج البصري لامتصاص الأشعة تحت الحمراء، ويستخدم الساماريوم لتخدير بلورات فلوريد الكالسيوم لاستخدامها في الليزر البصري أو الليزر، إذ تعمل مركبات معدن الساماريوم كمحفزات للفوسفور المثار في الأشعة تحت الحمراء، كما ويعرض الأكسيد خصائص تحفيزية في الجفاف ونزع الهيدروجين من الكحول الإيثيلي، ويتم استخدامه في الزجاج الماص للأشعة تحت الحمراء وكممتص للنيوترونات في المفاعلات النووية، ويتم إضافة أكسيد الساماريوم ذو الصيغة الكيميائية (Sm2O3) إلى الزجاج ليقوم بامتصاص الأشعة تحت الحمراء كما ويعمل كمحفز لتجفيف ونزع الهيدروجين من مركب الإيثانول (C2H6O).
لقد تم العثور على عنصر الساماريوم جنبا إلى جنب مع العناصر الأخرى من العناصر الأرضية النادرة في العديد من المعادن المختلفة بما في ذلك معدن المونازيت ومعدن الباستناسيت، وهي عبارة عن مصادر تجارية، يظهر في معدن المونازيت بنسبة 2.8٪. في حين تم استخدام معدن مشوه يحتوي على حوالي 1 ٪ من معدن الساماريوم منذ فترة طويلة.
لم يتم عزل عنصر الساماريوم في شكل نقي نسبيًا حتى وقت قريب، لقد قامت تقنيات التبادل الأيوني والاستخراج بالمذيبات مؤخرًا بتبسيط لعملية فصل العناصر الأرضية النادرة عن بعضها البعض وفي الآونة الأخيرة يُقال إن عملية الترسيب الكهروكيميائي باستخدام محلول إلكتروليتي من سترات الليثيوم وإلكترود من الزئبق هي عبارة عن عملية وطريقة بسيطة وسريعة ومحددة للغاية لفصل العناصر الأرضية النادرة، كما أنه من الممكن أن يتم إنتاج معدن الساماريوم من خلال عملية اختزال أكسيد اللانثانوم.
معلومات عامة عن عنصر الساماريوم
- لا يُعرف سوى القليل عن سمية عنصر الساماريوم، ولذلك يجب أن يتم التعامل معها بعناية وحذر.
- يوجد واحد وعشرون نظيرًا للساماريوم، حيث أن السماريوم الطبيعي عبارة عن مزيج من عدة نظائر مختلفة، ثلاثة نظائر منها غير مستقرة ولها عمر نصفي طويل.
- هناك مصدر واحد محتمل للقمر وهو الحطام الناتج عن تأثير عملاق غير مباشر للأرض بواسطة جسم فلكي بحجم المريخ عندما كانت الأرض تتشكل، إذ يُعتقد أن الطاقة الحركية المحررة قد أذابت جزءًا كبيرًا من القمر لتشكل محيطًا من الصهارة القمرية، كما وتشير نتائج قياس نظائر الساماريوم جنبًا إلى جنب مع قياسات نظائر الهافنيوم ونظائر التنغستن ونظائر النيوديميوم إلى أن الصهارة القمرية تشكلت بعد حوالي 70 × 10^6 سنة من تشكل النظام الشمسي وتبلورت بعد حوالي 215 × 10^6 سنة بعد التكوين.
- يستخدم نظير الساماريوم 147 (147Sm) بنصف عمر يساوي 1.06 × 10^11 سنة، لدراسة عملية تكوين عنصر البوتاسيوم والعناصر الأرضية النادرة والصخور الغنية بمعدن الفوسفور.
- يستخدم النظير (147-Sm) من أجل عملية تحديد أعمار تكوين الصخور النارية والمتحولة عن طريق تقنيات وعمليات تحليل المعادن التي تتكون منها.
- يستخدم النظير المشع (153-Sm) مع نصف عمر مقداره 1.9 يوم، في الطب من أجل علاج الآلام الشديدة المصاحبة للسرطان الذي انتشر في العظام.
- كما أن عملية قصف النظير (147-Sm) بالنظير (40-Ca) يقوم بإنتاج النظير المشع (182-Pb).
- أما بالنسبة للآثار الصحية معدن الساماريوم: في الحقيقة أن معدن الساماريوم ليس له دور بيولوجي، ولكن تم ملاحظة أنه يحفز عملية التمثيل الغذائي، إذ تعتبر أملاح الساماريوم القابلة للذوبان سامة بشكل معتدل عندما يتم تناولها وهناك مخاطر صحية مرتبطة بها؛ وذلك لأن التعرض لمعدن الساماريوم يسبب تهيج لكلا من الجلد والعين.
- أما تأثير معدن الساماريوم على البيئة: إن معدن السماريوم لا يشكل أي خطر على النباتات أو الحيوانات.
- الساماريوم يعرف أنه مستقر نسبيًا في الهواء، كما ويتأكسد ببطء إلى (Sm2O3)، ويذوب بسرعة في الأحماض المخففة باستثناء حمض الهيدروفلوريك (HF) حيث يكون مستقرًا وذلك بسبب تكوين طبقة واقية من ثلاثي فلوريد (SmF3).
- الساماريوم عبارة عن مغناطيس قوي بشكل معتدل عند درجات الحراة فوق درجة 109 كلفن والتي تساوي −164 درجة مئوية أو 263 درجة فهرنهايت، أما عند درجات الحرارة الأقل من درجة 109 كلفن فإنه يؤدي إلى تطور الترتيب المغناطيسي المضاد للمواقع المكعبة في شبكة الساماريوم وتطلب ذرات الموقع السداسية أخيرًا طلبًا مغناطيسيًا مضادًا أقل من درجة حرارة 14 كلفن (−259 درجة مئوية أو 434 درجة فهرنهايت).
