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ELM Élément n° 62 sur 118

Samarium (Sm)

Le samarium se distingue notamment par son association au cobalt, qui donne des aimants permanents particulièrement résistants à la démagnétisation. Ce lanthanide est aussi présent dans des minerais exploités pour les terres rares et dans des matériaux optiques.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité du samarium

Numéro atomique (Z)
62
Symbole
Sm
Masse atomique
150,36 u
Masse molaire
150,36 g/mol
Famille
Lanthanides
Période · groupe · bloc
6 · aucun (bloc f) · f
Configuration électronique
[Xe] 6s² 4f⁶
État à 20 °C
solide
Température de fusion
1 073,85 °C (1 347 K)
Température d’ébullition
1 793,85 °C (2 067 K)
Masse volumique
7,52 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
1,17
Rayon atomique (van der Waals)
229 pm
1re énergie d’ionisation
5,644 eV
Affinité électronique
non mesuré
États d’oxydation
+3, +2
Découverte
1879, par Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran
Nom tiré de
samarskite
Abondance dans l’eau de mer
4,5 × 10⁻⁷ mg/L
Numéro CAS
7440-19-9
Samarium : période 6, ligne des lanthanides, famille des lanthanides.
Sm
Électrons par couche : 2 · 8 · 18 · 24 · 8 · 2

Le samarium est un métal de la famille des lanthanides. Son symbole est Sm et son numéro atomique est 62. Dans la nature, il n’est pas rencontré sous forme de métal pur : il accompagne d’autres terres rares dans des minerais, puis doit être séparé pour être utilisé. Ses applications reposent surtout sur les propriétés de certains alliages et composés, plutôt que sur le métal isolé.

Dans quels minerais trouve-t-on le samarium ?

Le samarium est présent dans plusieurs minerais de terres rares, notamment la monazite et la bastnäsite. La fiche du Los Alamos National Laboratory les décrit comme des sources commerciales de cet élément. Il est extrait avec d’autres lanthanides : la difficulté consiste ensuite à les séparer, car leurs propriétés chimiques sont proches.

L’obtention passe donc par le traitement du minerai, puis par des opérations de séparation et de purification. Le laboratoire de Los Alamos mentionne l’échange d’ions et l’extraction par solvant parmi les méthodes employées pour distinguer les terres rares. Le samarium purifié peut ensuite servir à préparer le métal ou différents composés, selon l’usage visé. La présence de samarium dans un minerai ne signifie pas qu’il s’y trouve en quantité exploitable partout : la composition et l’intérêt économique dépendent du gisement.

Le nom de l’élément vient de la samarskite, le minerai dans lequel il a été identifié. Le chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran l’a découvert en 1879, d’après l’histoire retracée par le laboratoire national de Los Alamos.

Pourquoi l’alliage samarium-cobalt est-il recherché ?

L’application la plus caractéristique du samarium est l’aimant samarium-cobalt, souvent noté SmCo. Il s’agit d’un aimant permanent, c’est-à-dire qu’il conserve son aimantation sans alimentation électrique. Selon Los Alamos, l’alliage SmCo₅ présente une forte résistance à la démagnétisation. Cette propriété le rend pertinent lorsque le matériau doit garder ses performances magnétiques malgré des conditions d’utilisation exigeantes.

Le samarium entre aussi dans le mischmetal, un mélange de métaux contenant plusieurs terres rares. Jefferson Lab indique qu’il en constitue environ 1 % et que ce mélange est employé pour fabriquer des pierres à briquet. Cet usage est distinct de celui des aimants : le samarium n’agit pas seul, mais comme composant d’un matériau combiné.

Quel rôle joue l’oxyde de samarium ?

L’oxyde de samarium, de formule Sm₂O₃, a des applications différentes du métal et de l’alliage. Incorporé à certains verres optiques, il contribue à absorber le rayonnement infrarouge. L’oxyde est également décrit comme catalyseur pour certaines réactions de l’éthanol, dont la déshydratation et la déshydrogénation, dans les sources de Los Alamos et de Jefferson Lab.

D’autres usages sont rapportés pour des matériaux contenant du samarium : dopage de cristaux destinés à des lasers et absorption de neutrons dans des réacteurs nucléaires. Ces applications concernent des composés ou des matériaux formulés pour un usage précis ; elles ne signifient pas que le samarium métallique possède à lui seul toutes ces fonctions. En pratique, sa valeur tient à la manière dont il est associé à d’autres éléments et intégré dans un matériau.

Isotopes naturels du samarium

IsotopeMasse (u)Abondance naturelleStabilité
¹⁴⁴Sm143,9120065(21)3,07 %stable
¹⁴⁷Sm146,9149044(19)14,99 %radioactif
¹⁴⁸Sm147,9148292(19)11,24 %radioactif
¹⁴⁹Sm148,9171921(18)13,82 %radioactif
¹⁵⁰Sm149,9172829(18)7,38 %stable
¹⁵²Sm151,9197397(18)26,75 %stable
¹⁵⁴Sm153,9222169(20)22,75 %radioactif

63 isotopes du samarium sont connus, dont 3 stables. Données : NIST et AMDC (AIEA), via PubChem.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire du samarium ?

La masse molaire du samarium est de 150,36 g/mol, d’après la masse atomique standard de 150,36 u retenue par l’IUPAC (CIAAW). Une mole d’atomes de samarium pèse donc environ 150,36 grammes.

Quel est le numéro atomique du samarium ?

Le numéro atomique du samarium est 62 : son noyau compte 62 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est Sm.

Quelle est la configuration électronique du samarium ?

La configuration électronique du samarium est [Xe] 6s² 4f⁶, soit 2, 8, 18, 24, 8, 2 électrons répartis de la première à la dernière couche. Le samarium appartient au bloc f du tableau périodique.

Le samarium est-il une terre rare ?

Oui. Le samarium est un lanthanide, une famille d’éléments souvent regroupés avec les terres rares. Cette appellation ne signifie pas qu’il est absent de la croûte terrestre : l’enjeu est notamment de le trouver dans des minerais et de le séparer des autres lanthanides, dont les propriétés chimiques sont proches.

Le samarium métallique est-il utilisé directement dans les aimants ?

Les aimants concernés sont des alliages samarium-cobalt, et non simplement du samarium métallique utilisé seul. Leur composition et leur fabrication déterminent leurs propriétés. L’alliage SmCo₅ est cité pour sa résistance élevée à la démagnétisation, ce qui explique l’intérêt technique de cette combinaison.

L’oxyde de samarium et le samarium sont-ils la même matière ?

Non. Le samarium est l’élément chimique Sm, tandis que l’oxyde de samarium est un composé constitué de samarium et d’oxygène, de formule Sm₂O₃. Leurs usages diffèrent : l’oxyde est notamment employé dans certains verres optiques et comme catalyseur, tandis que des alliages de samarium servent à fabriquer des aimants permanents.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.