사마륨(서메리엄) 원소의 성질과 이용

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사마륨(서메리엄 Samarium, Sm) 원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호：62

󰋯  족：3족(6주기), 란타넘족 6번째 희토류 금속원소

󰋯  원자량：150.36

󰋯  밀도：7.52 g/cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 24, 8, 2

󰋯  mp：1,072℃ / 󰋯  bp：1,794℃

 

란타넘족에 속하는 6번째 원소인 사마륨(영어 발음은 서메리엄)을 처음 발견한 과학자는 프랑스의 화학자 부아보드랑(Paul-Emile Lecoq de Boisbraudran 1838-1912)이다. 그는 1879년에 새마스카이트 (samarskite)라는 광석에서 특수한 스펙트럼을 내는 물질을 발견하고 그 이름을 사마륨이라 불렀다. 부아보드랑은 이 원소 외에 갈륨(31번 Ga)과 가돌리늄(64번 Gd), 디스프로슘(66번 Dy)도 처음 발견했다.

 

사마륨은 지각 속에 주석 다음 40번째로 매장량이 많은 원소이며, 이를 가장 많이 함유한 광물은 모나자이트(monazite)와 배스트나사이트(bastnasite)이고, 현재 최대 광석 생산국은 중국니다.

 

순수한 사마륨은 은백색 광택을 가졌으며, 상온에서는 매우 느리게 산소와 화합하지만, 온도가 150℃ 이상 높으면 자연 점화(點火)되어 산화하는 성질이 있다. 사마륨과 코발트를 혼합하여 만든 자석은 ‘니오디뮴 자석’ 다음으로 강력한 영구자석이다. 이 자석은 700℃ 이상의 고온에서도 자력을 잃지 않는, 탈자성화(脫磁性化)가 가장 어려운 금속이기도 하다. 산화사마륨은 적외선을 잘 흡수하므로, 이 성질을 이용하여 특수 유리라든가 민감한 적외선형광물질로 이용된다.

 

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 (* 탈자성화 脫磁性化 : 영구자석이라도 높은 열을 받으면 자성을 잃거나 약해지는 성질이 있다. 가돌리늄 원소 참조)

 

방사성 Sm-153은 폐암, 전립선암, 유방암, 골육종(骨肉腫) 치료에 이용되고, 방사성 Sm-149는 중성자를 흡수하는 성질이 강하여 원자로에서 핵반응 속도를 조절하는 제어봉(制御棒 control rod)에 쓰인다.

 

사마륨은 란타넘계 원소 중에서 이터븀(Yb)과 유로퓸(Eu) 다음으로 끓는 온도가 낮으므로(1,794℃) 원광(原鑛)을 가열하면 쉽게 분리되어 나온다. 사마륨은 여러 가지 화합물을 만들며 그들의 용도가 최근 연이어 알려지고 있다.

 

 

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