物理 [元素周期表] 钐
钐 (Samarium)
基本信息
元素符号: Sm
原子序数: 62
原子量: 150.36
位置: 位于元素周期表第六周期，镧系元素第六位，属于轻稀土元素（或钐铕钆组）。
电子构型: [Xe] 4f⁶ 6s²
原子结构
电子特征: 4f轨道六个电子，6s轨道满电子。常见氧化态为+3和+2，其中+3最稳定。Sm²⁺具有强还原性，是少数能稳定存在+2价的镧系元素之一。
4f电子特性: Sm³⁺有5个未配对4f电子（4f⁵），具有顺磁性。其特征吸收光谱在可见光区有多个吸收峰（约400nm、420nm、480nm），使钐化合物呈现淡黄色或浅黄色。
天然同位素: 由¹⁴⁴Sm、¹⁴⁷Sm、¹⁴⁸Sm、¹⁴⁹Sm、¹⁵⁰Sm、¹⁵²Sm、¹⁵⁴Sm七种稳定同位素组成，其中¹⁵²Sm丰度最高（约26.7%）。
物理性质
外观: 银白色金属，新切面明亮，在空气中缓慢氧化变暗。
密度: 7.52 g/cm³。
熔点与沸点: 熔点1072°C，沸点1794°C。
磁性: 钐在低温下具有复杂的磁有序结构，在约106K发生反铁磁-铁磁转变。其磁各向异性使其成为磁性材料的潜在候选。
机械性能: 质地较软，具有延展性。
化学性质
活泼性: 在镧系中属于中等活泼。在空气中缓慢氧化，表面形成氧化膜（Sm₂O₃）。加热时可燃烧生成氧化物。
与水反应: 与冷水缓慢反应，与热水反应较快，生成氢氧化钐和氢气。
酸溶性: 易溶于稀酸（盐酸、硫酸、硝酸），生成淡黄色的Sm³⁺溶液。
Sm²⁺特性: 二价钐（Sm²⁺）在水溶液中不稳定，易被氧化为Sm³⁺并放出氢气。但在无水非水溶剂中可稳定存在，常用作有机合成的还原剂。
化合物特征: 氧化钐（Sm₂O₃）呈淡黄色，是重要的钐化合物。氢氧化钐Sm(OH)₃为白色胶状沉淀。氯化钐（SmCl₃）和硝酸钐（Sm(NO₃)₃）易溶于水。氟化钐（SmF₃）难溶于水。
存在与制备
自然丰度: 地壳中丰度约8 ppm，在稀土元素中位居中游。
主要矿石: 与铈、镧、钕等共存于独居石、氟碳铈矿、离子吸附型稀土矿等矿石中。钐属于轻稀土和中稀土的过渡组分。
制备方法: 从稀土混合溶液中通过多级溶剂萃取分离（钐与相邻元素的分离需精细控制）→沉淀得草酸钐→煅烧得氧化钐→氯化转化→熔盐电解或钙热还原制得金属钐。Sm²⁺的特殊化学性质可用于某些特殊的分离工艺。
安全与环境
低毒性: 钐化合物毒性较低。可溶性盐类（如氯化钐、硝酸钐）对皮肤和眼睛有轻度刺激性。
可燃性: 金属钐粉末在空气中易燃，遇火源可燃烧。加工和储存需注意防尘、防火、防潮，应在惰性气体或矿物油中保存。
稀土尘肺: 长期吸入钐粉尘可能引起肺部轻度间质改变，作业场所须控制粉尘浓度。
环境行为: 钐在环境中主要以难溶氧化物、磷酸盐等形式存在，迁移性较低。稀土开采和分离过程需注意废水处理和废渣管理。
储能安全: 钐钴磁体在使用过程中需避免高温和强机械冲击，以免发生热退磁和机械碎裂。操作时注意避免夹伤。