钐（英文名称： Samarium ），一种 ree ，元素符号Sm， 元素周期表 中第六周期ⅢB族元素、 系元素，原子序数62。 纯态 金属钐具有银白色光泽，硬而脆，具有微弱的天然放射性并且是最难消磁的元素之一。 钐能够与 氧气 、 氢气 、 氮气 、 卤族元素 以及金属等 单质 ，酸、镧系元素 氟化物 、以及金属 氧化物 和 氯化物 等化合物， 2-丙醇 等 有机化合物 发生反应。 钐在 中核集团 、化工、医疗以及地质测量等领域中均有应用。
发现历史
1879年 法国 德·布瓦斯博达朗（L·deBoisbaudran）以 氨水 沉淀“镭土”（ 和 共存的氧化物）时，发现“镭土”沉淀以前就有一种物质先沉淀。经光谱研究，断定这是一种新物质，当时称为“钐土”，从而首先发现钐。1896年， 德国 的德马凯（E·Demarcay）发现“钐土”也不是一种纯物质，并分离出钐和 。1901年他制得了纯度很高的钐化合物。钐的命名源自萨马斯基矿石，以纪念一位 俄罗斯 的矿业官员萨马斯基（Самарский）。中文译为“钐”，元素符号Sm。
分布情况
在 地球 各层圈中钐的含量，由 地核 、下 地幔 、土地幔到 地壳 依次增高。 钐在地壳中含量为0.000647%。 在多数 石陨石 、岩石和 沉积物 中，钐的含量介于36×10⁻⁶ ppm与1078 ppm之间。在各类陨石中，钐的含量在 铁陨石 、 石铁陨石 、 球粒陨石 、 无球粒陨石 到 玻璃陨石 依次增高，并且分配不均匀。 在与多成因碳酸质岩石有关的某些富磁铁矿 块状 矿石 中，钐的含量高达3191 ppm。除了多成因 碳酸 质岩石及其有关的各类矿石外，钐在 碳酸岩 、 碱性岩 、 酸性岩 及磷灰岩中的含量，一般也较高。尤其是酸性岩经过风化后，在风化壳中往往形成富含钐等元素的次生矿床，具有重要的工业远景。 在 沉积物 中，钐的平均含量与沉积物的类型有一定关系。由 粉砂 质泥、粉砂、细砂到中砂，钐的含量依次降低。 在海洋中钐的分布是不均匀的，由边缘海、海岸带 洼地 到外海，钐的平均含量依次降低。 在生物体中，一些 鱼化石 、珊瑚和贝壳等中，钐的含量都很低。
理化性质
物理性质
纯金属钐具有银白色光泽， 菱形 结晶，硬度似铁，密度为7.52 g/cm³， 熔点 1072 ℃， 沸点 1794 ℃。在空气中稳定，但表面迅速变暗而呈浅灰色。 它有3种金属变体，分别在734 ℃和922 ℃发生转变。 钐还具有微弱的天然放射性，是最难消磁的元素之一。 化学性质
与单质反应
氧气
钐在较低压力下能在空气中氧化生成SmO，钐的粉体在700 ℃加热5小时可生成SmO。
氢气
稀土 金属都是氢的优良 吸附剂 ，常温下反应缓慢。真空中暗红热状态脱气2小时后的钐，在常温下 吸附 氢的速度会加快。钐与氢反应方程式如下：
氮气
钐能与无氧的 氮气 流在1000 ℃下反应生成SmN。
卤素
高温钐气体在低压 中反应生成 激发态 SmF₃，产生洋红色 荧光 。
钐粉 在氯中稍受热即可燃烧。气体钐在高温下与氯反应同样会产生荧光。
金属
钐能与钋在加热的条件下反应生成热稳定性好的Sm₂Po₃。
高温下，钐与铝在真空或惰性气氛 中共 熔能生成 脆性 产物Sm₃Al、SmAl₂。
与无机化合物反应
酸
钐能与 稀硫酸 反应 并放出氢气，加热时反应速度加快；在 硫酸 中会生成钝化膜抑制反应。
钐能在 硝酸 中溶解并释放出氢气。
镧系元素氟化物
将稍过量的钐与 化学 计量的相应的SmF₃、SmBr₃在700-1000 ℃下于 管中反应6-10小时，再500-600 ℃下加热几天，可得到氟 溴化 亚钐。
金属氯化物
钐能与等物质的量的 氯化钠 和 氯化钾 的混合熔液，在690 ℃下于 气 分钟反应，其中氯化钾不参与反应。
金属氧化物
钐能与 氧化镱 在真空、1450 ℃的条件下反应。
钐能与 氧化镍 反应生成 氧化钐 。
与有机化合物反应
使用少量HgCl₂ 催化 ，钐能与 2-丙醇 在回流加热的条件下反应。
钐的化合物
钐的常见化合物有Sm₂ O₃ 、SmCl₃、Sm(OH)₃、Sm₂(SO)₄等。 氧化钐呈淡黄色，易溶于酸；钐的 氯化物 和 硫化物 易溶于酸；钐的 氢氧化物 在水中的 溶解度 极小；钐盐（SmCO₅）是制作 永磁铁 的良好材料，也可以作为有机化学反应的 催化剂 。
钐的同位素
钐有 质量数 为129-162的34种 同位素 。其中包括7个稳定同位素，17个缺 中子 同位素和10个富中子同位素。 其中天然存在的同位素为七个，分别为：¹⁴⁴Sm、¹⁴⁷Sm、¹⁴⁸Sm、¹⁴⁹Sm、¹⁵⁰Sm、¹⁵²Sm、¹⁵⁴Sm，并且¹⁵²Sm含量最高。 而¹⁴⁷Sm、¹⁴⁸Sm、¹⁴⁹Sm的同位素的 半衰期 特别长，分别是1.06X10¹¹年，1.2X10¹³年和4X10¹⁴年，而且是放射性的，可以发射 α粒子 。 在 核反应堆 中，¹⁴⁹Sm是裂变产物中的一种重要的毒物，对反应堆的影响仅次于¹³⁵Xe。¹⁴⁹Sm达到平衡浓度的时间与 中子 通量密度有密切关系，平衡¹⁴⁹Sm浓度所引起的反应性变化值，称之为平衡钐中毒。
制备方法
金属钐制备
镧热换原法制备金属钐的做法是以煅烧后的 氧化钐 和为原料，将所需重量的富镧金属屑分布在称好重量的氧化钐上，先进行粗混，然后混合。接着将混合料放在 油压机 上进行压制，这是为了增加反应物料之间的接触和增加装料量。将压制好的物料抽真空并加热，在炉中进行还原—— 蒸馏 反应，待反应完成后，进行冷却，接着再真空充 氩 冷却后即可出炉。该方法得到的金属钐外观为银白色，纯度在99.5%以上。
钐分离方法
选择反萃法
选择反萃法可以从轻 稀土 混合物 中回收 氧化钐 。 稀土 混合物中主要含有钐、钕以及少量 、镨等，使用二（2- 乙基 乙基）磷酸（EHPA）为 萃取剂 ，1.5%的 盐酸 溶液作为反萃取剂，能够在有机相富集钐，得到 氧化钐 产品
汞齐法
这三种 ree 离子能在 水溶液 中被 钠汞齐 中的钠还原成金属，从而与溶液中的三价稀土离子分离并与汞形成 汞齐 。需要注意的是，使用Na-Hg还原 时，还原出的 钠 会与水反应生成 氢氧化钠 ，进而会生成氢氧化 稀土 沉淀，所以汞齐法需要在 食用醋酸 、 柠檬酸 等中进行。其中涉及的反应方程式如下。
电解法
以石墨杯为 阳极 、液态锌为 阴极 ， NaCl - 氯化钾 混合物 和稀土金属 氯化物 作为 电解质 ，将电流通过用瓷管与电解质绝缘的 棒 导入，能够实现钐的电解析出。 电解 后，将 锌合金 进行 真空蒸馏 可以将钐与锌分离。
测定方法
X射线荧光分析法
由于 ree 的 原子 具有特殊的4f 电子 构型，5d、6s两 电子层 的构型相同， 化学性质 非常相似。因此，用 化学 分析方法分离或测定它们比较困难。而X射线荧光分析所用的特征 谱线 是来自原子内层电子的跃迁，谱线的数目少，而且试样制备后，可以长期保存，也便于重复测定。采用这种分析方法可以快速、准确地连续测定全部稀土元素。
质谱分析法
目前常用的有火花源或 电感 耦合 等离子体 质谱分析法和质谱 同位素 稀释法 两种。火花源或电感耦合等离子体质谱分析法灵敏度较高，并且样品用量较少，质谱图比较简单，干扰少。缺点是使用前抽真空时间较长，故测定时间慢，仪器复杂，价格昂贵。
中子活化分析法
ree 的热 中子 活化截面积大，容易产生放射性 核素 和 γ射线 ，灵敏度较高，而且通过适当地增加照射时间和中子通量又能提高其灵敏度，因此，用 中子活化分析 法测定稀土元素时，检出限很低，绝对灵敏度很高。
应用领域
强磁体
稀土元素 的一个重要作用是应用于高强度磁体。如：SmCo₅。SmCo₅作为一种永磁材料具有高剩磁、高频管、各种 微波 设备和航空、 航天仪表 等方面。
核工业
钐具有很高的热 中子俘获 截面，可做 核反应 控制棒 和中子吸收材料。如：SmI₂。SmI₂是一种非常常见的 还原剂 和 偶联剂 。
化工
钐可以用作石油化工用的 催化剂 和用于 阴极 涂层 。钐的 氧化物 可以作为醇类 脱氢 的活性催化剂，可用于各种醇类的脱氢，在525 ℃，钐的氧化物能使 烷烃 （不包括 环烷烃 ）脱氢。
农业
ree 在农业中可作为 微量元素肥料 ，在种植 亚麻 、豌豆的土壤中加入钐、铈、镧的 氮化物 能够加速植物的生长，果园中加入这些稀土元素的化合物也能够明显提高水果的收成。
地质测量
根据钐的 衰变 期，可以确定岩石的日期和起源。因为钐-钕 地质年代 计，几乎不受沉积和变质过程影响，因此钐可以用于确定岩石的地质年代。
光学设备
钐的 氧化物 在应用时需清洁，无明显的机械夹杂物。 含Sm₂ O₃ 的 玻璃 能吸收 红外线 ，可用于制造光学 滤光片 和遮光眼镜。
医疗
¹⁵³Sm的 半衰期 短，能发射103 keV的 γ射线 ，容易浓集于 骨肿瘤 且对组织的辐射损伤小，可用于进行肿瘤定位、剂量估算等。¹⁵³Sm-EDTMP（¹⁵³Sm- 乙二胺 四 甲基 磷酸）被应用于治疗转移性骨癌和由这种骨癌引起的骨痛的主选药物。在临床应用时，可使骨癌的体积缩小，镇痛效果提高与 总缓解率 增强。
毒理性
体内代谢
（1）吸收：从口摄入的钐，在弱碱性肠道内易形成难溶性的 胶体 氢氧化物 ，正常情况下胃肠和皮肤对钐的吸收率很低，但当皮肤受损时，对钐的吸收率会增高。
（2）分布：人体吸收进入到血液中的钐，会形成难溶性的胶体氢氧化物，被网状内皮 细胞 吞噬后，主要滞留在网状内皮系统中，其它器官组织中的滞留量很少。
（3）排除：从口摄入与入血的钐，未吸收前，绝大部分随粪便排出体外。
损伤效应
机体不同，钐所造成的损伤效应也不同。在动物实验中，给大鼠器官注入钐的 氧化物 或 氢氧化物 ，均可使血中免疫活性下降，溶酶菌、补体水平下降。当剂量达到1-3 mg/kg时，钐可使肝脏发生脂肪性 变性 ，血中 游离脂肪酸 增加和 三酸甘油脂 增高、干扰细胞的正常生理功能。若在眼内直接滴入 氯化钐 ，可引发 角膜混浊 或角膜 溃疡 。
加速排除
钐可与 乙二胺四乙酸二钠 （ 乙二胺四乙酸 ）和 DTPA （ 二亚乙基三胺 五乙酸 ）在人体内形成稳定的 螯合肥 ，故临床上遇钐中毒可给予 EDTA 、 DTPA 或 胺酸治疗。
注意事项
金属钐在包装时，应装入铁罐（桶）中，使用 石蜡 覆盖金属锭，并密封或者抽真空而后充 氩 包装。罐外应有明显标志，注明：供方名称、产品名称、牌号、批号、净重、毛重、出厂日期及“ 防潮 ”标志。在保存时，需存放在干燥处，不得露天放置，不得靠近高温和易燃易爆物品。并且密封时使用的金属锭不能暴露在空气中，以防氧化变质。