సమేరియం

సమేరియం (Sm) పరమాణు సంఖ్య 62 కలిగిన రసాయన మూలకం. ఇది గాలిలో నెమ్మదిగా ఆక్సీకరణం చెందే, మధ్యస్త గట్టిదనం కలిగిన, వెండి రంగు లోహం. లాంథనైడ్ శ్రేణిలో సభ్యుడు కావడం వల్ల, సమేరియం సాధారణంగా ఆక్సీకరణ స్థితి +3ని కలిగి ఉంటుంది. మోనాక్సైడ్ SmO, మోనోచాల్కోజెనిడ్స్ SmS, SmSe, SmTe లు సమేరియం(II) అయోడైడ్ సమేరియం (II) వంటి సమేరియం సమ్మేళనాలు ప్రసిద్ధి చెందాయి. ఈ చివరి సమ్మేళనం రసాయన సంశ్లేషణలో సాధారణంగా వాడే రిడక్షన్ ఏజెంటు. సమేరియంకు జీవుల్లో పాత్రేమీ లేదు. ఇది కొంచెం విషపూరితమైనది.

సమేరియంను 1879లో ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త పాల్-ఎమిలే లెకోక్ డి బోయిస్‌బౌడ్రాన్ కనుగొన్నాడు. దాని ఖనిజం సమర్‌స్కైట్ పేరిట దానికి పేరుపెట్టారు. ఈ ఖనిజానికి పెట్టిన పేరు రష్యన్ గని అధికారి కల్నల్ వాసిలి సమర్స్కీ-బైఖోవెట్స్ నుండి వచ్చింది. తద్వారా పరోక్షంగా అయినప్పటికీ అతను, తన పేరు మీద ఓ రసాయన మూలకం ఉన్న మొదటి వ్యక్తి అయ్యాడు. అరుదైన-భూ మూలకం లాగా దీన్ని వర్గీకరించబడినప్పటికీ, సమేరియం భూమి పెంకులో 40వ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం. టిన్ వంటి లోహాల కంటే ఇది ఎక్కువ సమృద్ధిగా ఉంటుంది. సెరైట్, గాడోలినైట్, సమర్‌స్కైట్, మోనాజైట్, బాస్ట్నాసైట్ వంటి అనేక ఖనిజాలలో సమేరియం 2.8% వరకు ఉంటుంది. చివరి రెండూ ఈ మూలకానికి అత్యంత సాధారణ వాణిజ్య వనరులు. ఈ ఖనిజాలు ఎక్కువగా చైనా, యునైటెడ్ స్టేట్స్, బ్రెజిల్, భారతదేశం, శ్రీలంక, ఆస్ట్రేలియాల్లో కనిపిస్తాయి; సమేరియం మైనింగు, ఉత్పత్తిలో చైనా ప్రపంచంలో అగ్రగామి.

సమేరియంను వాణిజ్యపరంగా ప్రధానంగా సమేరియం-కోబాల్ట్ అయస్కాంతాలలో వాడతారు. ఇవి నియోడైమియమ్ అయస్కాంతాల తర్వాత శాశ్వత అయస్కాంతీకరణను కలిగి ఉండేది ఇదే. అయితే, వీటి అధిక క్యూరీ పాయింట్ కారణంగా సమేరియం సమ్మేళనాలు అయస్కాంత లక్షణాలను కోల్పోకుండా  కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలవు. రేడియో ఐసోటోప్ సమేరియం-153 అనేది సమేరియం (<sup id="mwLg">153</sup>Sm) లెక్సిడ్రోనమ్ (క్వాడ్రామెట్) ఔషధం యొక్క క్రియాశీల భాగం, ఇది ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్, ప్రోస్టేట్ క్యాన్సర్, రొమ్ము క్యాన్సర్, ఆస్టియోసార్కోమాలో క్యాన్సర్ కణాలను చంపుతుంది. మరొక ఐసోటోప్, సమేరియం-149, ఒక బలమైన న్యూట్రాన్ శోషకం. దీన్ని అణు రియాక్టర్ల నియంత్రణ కడ్డీల్లో వాడతారు. ఇది రియాక్టర్ ఆపరేషన్ సమయంలో క్షయం ఉత్పత్తిగా కూడా ఏర్పడుతుంది. రియాక్టర్ రూపకల్పన, ఆపరేషన్‌లో పరిగణించబడే ముఖ్యమైన కారకాల్లో ఇది ఒకటి. సమేరియం యొక్క ఇతర ఉపయోగాలు రసాయన ప్రతిచర్యల ఉత్ప్రేరకము, రేడియోధార్మిక డేటింగ్. ఎక్స్-రే లేజర్‌లు.

భౌతిక లక్షణాలు 
సమేరియం, జింక్‌తో సమానమైన కాఠిన్యం, సాంద్రత కలిగిన అరుదైన భూ మూలకం. 1794 °C మరిగే స్థానంతో సమేరియం ytterbium, యూరోపియం తర్వాత మూడవ అత్యంత అస్థిర లాంథనైడ్; ధాతువు నుండి సమేరియంను వేరు చేయడానికి ఇది సహాయపడుతుంది. పరిసర పరిస్థితులలో, సమేరియం సాధారణంగా రాంబోహెడ్రల్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది (α రూపం). 731 °C వరకు వేడిచేసిన తర్వా దాని క్రిస్టల్ సమరూపత షట్కోణ క్లోజ్-ప్యాక్డ్ ( hcp )కి మారుతుంది. అయితే పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత లోహ స్వచ్ఛతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. 922°C లోహాన్నివరకు వేడిచేసినపుడు  బాడీ సెంటర్‌డ్ క్యూబిక్ ( bcc ) దశకి మారుతుంది. 300°C వరకు వేడి చేసి, 40కి kbar పీడనానికి గురిచేసినపుడు డబుల్ షట్కోణంగా క్లోజ్ ప్యాక్డ్ స్ట్రక్చర్ ( dhcp ) వస్తుంది. వందల లేదా వేల కిలోబార్ల స్థాయి పీడనం వద్ద దశల పరివర్తనల శ్రేణిని ప్రేరేపిస్తుంది, ప్రత్యేకించి సుమారు 900 kbar వద్ద టెట్రాగోనల్ దశ కనిపిస్తుంది.  ఒక అధ్యయనంలో, 400 - 700 °C మధ్య వేగవంతమైన ఉష్ణోగ్రత మార్పుతో నాన్‌-ఈక్విలిబ్రియం ఎన్నీలింగ్ ద్వారా, పీడనం లేకుండా dhcp దశను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఈ సమేరియం దశ యొక్క తాత్కాలిక లక్షణాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. అలాగే, ఆవిరి నిక్షేపణ ద్వారా పొందిన సమేరియం యొక్క పల్చటి ఫిల్ములు సాధారణ  పరిస్థితులలో hcp లేదా dhcp దశలను కలిగి ఉండవచ్చు.

రసాయన లక్షణాలు 
తాజాగా తయారైన సమేరియం వెండి రంగును కలిగి ఉంటుంది. గాలిలో, ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద నెమ్మదిగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. 150 °C వద్ద దానంతటదే మండుతుంది.   మినరల్ ఆయిల్ కింద నిల్వ చేసినప్పటికీ, సమేరియం క్రమంగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. ఉపరితలం వద్ద ఆక్సైడ్ - హైడ్రాక్సైడ్ మిశ్రమం యొక్క బూడిద-పసుపు పొడిని ఏర్పరుస్తుంది. సమేరియం లోహ రూపాన్ని ఆర్గాన్ వంటి జడ వాయువు కింద సీల్ చేసి భద్రపరచవచ్చు.

సమేరియం చాలా ఎలక్ట్రోపోజిటివుగా ఉంటుంది. చల్లటి నీటితో నెమ్మదిగాను, వేడి నీటితో చాలా త్వరగానూ చర్య జరిపి సమేరియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది: 

 

సమేరియం పలుచన సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్‌లో తక్షణమే కరిగి పసుపు  నుండి లేత ఆకుపచ్చ Sm(III) అయాన్‌లను కలిగి ఉండే ద్రావణాలను ఏర్పరుస్తుంది. కాంప్లెక్స్‌లు: 

 

ఆక్సీకరణ స్థితి +2ని ప్రదర్శించే కొన్ని లాంతనైడ్‌లలో సమేరియం ఒకటి.Sm 2+ అయాన్లు సజల ద్రావణంలో రక్తం-ఎరుపు రంగులో ఉంటాయి.

ఐసోటోపులు 
సహజంగా లభించే సమేరియంకు ఐదు స్థిరమైన ఐసోటోపులు ఉన్నాయి. అవి: 144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm, 154Sm. రెండు అత్యంత దీర్ఘ-కాలిక రేడియో ఐసోటోప్‌లు, 147Sm (సగం జీవితం t 1/2 = 1.06  సంవత్సరాలు), 148Sm (7    సంవత్సరాలు) కూడా ఉన్నాయి. 152Sm అత్యంత సమృద్ధిగా (26.75%) లభించే ఐసోటోపు.  కొన్ని సమేరియం ఐసోటోప్‌లు నియోడైమియం ఐసోటోప్‌లుగా క్షయం చెందవచ్చని అంచనా వేసారు. 

దీర్ఘకాలిక ఐసోటోప్‌లు 146Sm, 147Sm, 148Sm, ప్రధానంగా ఆల్ఫా క్షయం చెంది నియోడైమియం గా మారతాయి. సమేరియం యొక్క తేలికైన అస్థిర ఐసోటోప్‌లు ప్రధానంగా ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా ప్రోమిథియమ్‌కి క్షీణిస్తాయి. అయితే భారీవి బీటా క్షయం చెంది యూరోపియమ్‌గా మారతాయి.  సహజ సమేరియంలో ఉండే 147Sm కారణంగా దానికి 127 Bq /g రేడియోధార్మికత ఉంటుంది. . 

147Sm నుండి 143Nd కు జరిగే ఆల్ఫా క్షయానికి ఉండే 1.06    సంవత్సరాల అర్ధ జీవితం కారణంగా  సమేరియం-నియోడైమియం డేటింగ్‌కు ఇది ఉపయోగపడుతుంది.

151Sm, 145Sm ల అర్ధ-జీవితాలు 90 సంవత్సరాలు, 340 రోజులు. మిగిలిన అన్ని రేడియో ఐసోటోప్‌లకు 2 రోజుల కంటే తక్కువ అర్ధ-జీవితం ఉంటుంది. వీటిలో చాలా వాటి అర్ధ జీవితకాలం 48 సెకన్ల కంటే తక్కువ. సమేరియంకు ఐదు న్యూక్లియర్ ఐసోమర్‌లు ఉన్నాయి. వీటిలో అత్యంత స్థిరమైనది 141mSm ( అర్ధ జీవితం 22.6 నిమిషాలు). మిగతావి  143m1 Sm ( t 1/2 = 66 సెకన్లు), 139m Sm ( t 1/2 = 10.7 సెకన్లు).

లభ్యత, ఉత్పత్తి 

సగటున 8 పార్ట్స్ పర్ మిలియన్ (ppm)తో, సమేరియం భూమి పెంకులో 40వ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం. ఇది ఐదవ అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే లాంతనైడ్. టిన్ వంటి మూలకాల కంటే ఎక్కువగా లభిస్తుంది. నేలల్లో సమేరియం సాంద్రత 2 - 23 ppm మధ్య ఉంటుంది. మహాసముద్రాలో ట్రిలియన్‌కు 0.5–0.8 భాగాలు ఉంటుంది.  నేలల్లో సమేరియం పంపిణీ దాని రసాయన స్థితిపై బలంగా ఆధారపడి, చాలా అసమానంగా ఉంటుంది: ఇసుక నేలల్లో సమేరియం సాంద్రత, వాటి మధ్య చిక్కుకున్న నీటిలో కంటే ఉపరితలం వద్ద 200 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ నిష్పత్తి బంకమట్టిలో 1,000 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. 

సమేరియం ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛగా మూలక రూపంలో లభించదు. ఇతర అరుదైన భూ మూలకాల వలె, మోనాజైట్, బాస్ట్నాసైట్, సెరైట్, గాడోలినైట్, సమర్‌స్కైట్ వంటి అనేక ఖనిజాలలో ఉంటుంది; మోనాజైట్ (ఇందులో సమేరియం 2.8% వరకు గాఢతలో ఉంటుంది)  బాస్ట్నాసైట్‌లు ఎక్కువగా వాణిజ్య వనరులుగా ఉపయోగపతాయి. ప్రపంచంలో సమేరియం వనరులు రెండు మిలియన్ టన్నులు అని అంచనా వేసారు. అవి ఎక్కువగా చైనా, అమెరికా, బ్రెజిల్, భారతదేశం, శ్రీలంక, ఆస్ట్రేలియాల్లో ఉన్నాయి. వార్షిక ఉత్పత్తి సుమారు 700 టన్నులు.  దేశం వారీగా ఉత్పత్తి నివేదికలు సాధారణంగా అన్ని అరుదైన-భూమి లోహాలు కలిపి ఉంటాయి. ఇప్పటివరకు, సంవత్సరానికి 1,20,000 టన్నుల తవ్వకాలతో చైనా అతిపెద్ద ఉత్పత్తిదారు. దాని తర్వాత అమెరికా (సుమారు 5,000 టన్నులు)  భారతదేశం (2,700 టన్నులు).  సమేరియం సాధారణంగా ఆక్సైడ్‌గా విక్రయించబడుతుంది, ఇది సుమారు US$30/kg ధర వద్ద చౌకైన లాంతనైడ్ ఆక్సైడ్‌లలో ఒకటి.  మిస్చ్మెటల్ - దాదాపు 1% సమేరియం కలిగిన అరుదైన భూ లోహాల మిశ్రమం - చాలా కాలంగా ఉపయోగంలో ఉంది. సాపేక్షంగా స్వచ్ఛమైన సమేరియంను ఇటీవలే అయాన్ మార్పిడి ప్రక్రియలు, ద్రావకం వెలికితీత పద్ధతులు, ఎలక్ట్రోకెమికల్ నిక్షేపణ ద్వారా వేరుచేసారు. ఈ లోహాన్ని తరచుగా సోడియం క్లోరైడ్ లేదా కాల్షియం క్లోరైడ్‌తో సమేరియం(III) క్లోరైడ్ విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా తయారు చేస్తారు. సమేరియం ఆక్సైడ్‌ను లాంథనమ్‌తో రిడక్షను ద్వారా కూడా పొందవచ్చు. ఉత్పత్తిని స్వేదనం చేసి సమేరియంను (మరిగే స్థానం 1794 °C) లాంతనమ్‌నూ (bp 3464 °C) వేరుచేస్తారు

ఉపయోగాలు 
సమేరియం యొక్క అతి ముఖ్యమైన ఉపయోగాలలో ఒకటి సమేరియం-కోబాల్ట్ అయస్కాంతాలు. ఇవి - లేదా . అవి అధిక శాశ్వత అయస్కాంతీకరణను కలిగి ఉంటాయి. అది ఇనుము కంటే 10,000 రెట్లు, నియోడైమియమ్ అయస్కాంతాల తర్వాత రెండవది. కానీ సమేరియం అయస్కాంతాలు డీమాగ్నెటైజేషన్‌ను బాగా నిరోధిస్తాయి; అవి 700 °C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా స్థిరంగా ఉంటాయి (నియోడైమియం అయస్కాంతాలకు 300–400 °C). ఈ అయస్కాంతాలు చిన్న మోటార్లు, హెడ్‌ఫోన్‌లు, గిటార్‌లు తత్సంబంధిత సంగీత వాయిద్యాల కోసం హై-ఎండ్ మాగ్నెటిక్ పికప్‌లలో కనిపిస్తాయి.  ఉదాహరణకు, సౌరశక్తితో నడిచే ఎలక్ట్రిక్ ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్, సోలార్ ఛాలెంజర్, సమేరియం కోబాల్ట్ నాయిస్‌లెస్ ఎలక్ట్రిక్ గిటార్, బాస్ పికప్‌ల మోటార్‌లలో వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

సమేరియం, దాని సమ్మేళనాల మరొక ముఖ్యమైన ఉపయోగం ఉత్ప్రేరకం. సమేరియం ఉత్ప్రేరకాలు ప్లాస్టిక్‌లు కుళ్ళిపోవడానికి, పాలీక్లోరినేటెడ్ బైఫినైల్స్ (PCB) వంటి కాలుష్య కారకాల డీక్లోరినేషన్‌కు, అలాగే ఇథనాల్ డీహైడ్రేషన్, డీహైడ్రోజనేషన్‌కు సహాయపడతాయి.  సమేరియం(III) ట్రిఫ్లేట్ , ఆల్కెన్‌లతో హాలోజన్-ప్రమోట్ చేయబడిన ఫ్రైడెల్-క్రాఫ్ట్స్ రియాక్షన్లో వాడే అత్యంత సమర్థవంతమైన లూయిస్ యాసిడ్ ఉత్ప్రేరకాలలో ఒకటి.  సమేరియం(II) అయోడైడ్ అనేది సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో చాలా సాధారణమైన రిడక్షన్, కప్లింగ్ ఏజెంటు.

జీవ పాత్ర, జాగ్రత్తలు 

Chembox container only
Chemical compound
Articles with short description
Short description is different from Wikidata
సమేరియం లవణాలు జీవక్రియను ప్రేరేపిస్తాయి. అయితే ఇది సమేరియం నుండి వచ్చిందా లేదా దానితో ఉన్న ఇతర లాంతనైడ్‌ల నుండి వచ్చినదా అనేది అస్పష్టంగా ఉంది. పెద్దలలో సమేరియం మొత్తం 50 μg ఉంటుంది. ఎక్కువగా ఇది కాలేయం, మూత్రపిండాలలో ఉంటుంది.  ~8 μg/L రక్తంలో కరిగిపోతుంది. సమేరియంను మొక్కలు కొలవదగిన స్థాయిలో పీల్చుకోవు. ఇది సాధారణంగా మానవ ఆహారంలో భాగం కాదు. అయితే, కొన్ని మొక్కలు, కూరగాయల్లో సమేరియం మిలియన్‌కు 1 భాగం వరకు ఉండవచ్చు. కరగని సమేరియం లవణాలు విషపూరితం కావు, కరిగేవి కొద్దిగా విషపూరితమైనవి. 

లోపలికి తీసుకున్నప్పుడు, కేవలం ~0.05% సమేరియం లవణాలు రక్తప్రవాహంలోకి శోషించబడతాయి, మిగిలినవి విసర్జించబడతాయి. రక్తం నుండి, ~ 45% కాలేయానికి వెళుతుంది, 45% ఎముకల ఉపరితలంపై జమ చేయబడుతుంది, ఇక్కడ అది ~ 10 సంవత్సరాలు ఉంటుంది; మిగిలిన 10% విసర్జించబడుతుంది.

మూలాలు 

మూలకాలు
లాంథనాయిడ్లు