The holmium je kovový prvek patřící do bloku F periodické tabulky, konkrétně období lanthanoidů. Je tedy členem vzácných zemin spolu s erbiem, yttriem, dysprosiem a ytterbiem. To vše tvoří řadu minerálů (xenotim nebo gadolinit), které je obtížné oddělit běžnými chemickými metodami..
Jeho chemickým symbolem je Ho, který má atomové číslo 67 a je méně hojný než dysprosium jeho sousedů (66Dy) a erbium (68Er). Poté se říká, že se řídí pravidlem Oddo-Harkins. Holmium je jedním z těch vzácných kovů, o kterých téměř nikdo neví, ani o nich nemá podezření; ani mezi chemiky to není zmiňováno příliš často.
V oblasti medicíny je holmium známé pro použití svého laseru při chirurgických zákrocích v boji proti chorobám prostaty. Představuje také slibný materiál pro výrobu elektromagnetů a kvantových počítačů díky neobvyklým magnetickým vlastnostem..
Trojmocné sloučeniny holmia, Ho3+, Mají tu zvláštnost, že vykazují barvu v závislosti na světle, kterým jsou ozářeni. Je-li fluorescenční, barva těchto sloučenin se změní ze žluté na růžovou. Stejným způsobem se to děje s jeho řešeními.
Rejstřík článků
Objev holmia je přičítán dvěma švýcarským chemikům, Marcovi Delafontainovi a Jacques-Louisovi Soretovi, kteří jej v roce 1878 detekovali spektroskopicky při analýze minerálů vzácných zemin v Ženevě. Říkali tomu prvek X.
Jen o rok později, v roce 1879, se švédskému chemikovi Per Teodorovi Cleve podařilo oddělit oxid holmium počínaje od erbia, oxidu erbia (ErdvaNEBO3). Tento oxid kontaminovaný jinými nečistotami vykazoval hnědou barvu, kterou nazval „holmia“, což znamená latinsky Stockholm..
Stejně tak Cleve získal další materiál zelené barvy: „thulia“, který se stává oxidem thulia. Problém tohoto objevu spočívá v tom, že žádný ze tří chemiků nedokázal získat dostatečně čistý vzorek oxidu holmia, protože byl kontaminován atomy dysprosia, dalšího kovu lanthanoidu..
Až v roce 1886 izoloval pracovitý francouzský chemik Paul Lecoq de Boisbaudran frakční srážením oxid holmium. Tento oxid později podstoupil chemické reakce za vzniku solí holmia, které byly redukovány v roce 1911 švédským chemikem Otto Holmbergem; a tak se objevily první vzorky kovového holmia.
V současné době však ionty holmia, Ho3+, se místo použití konvenčních reakcí extrahují iontoměničovou chromatografií.
Stříbřitý, měkký, tvárný a tvárný kov.
67 (67Ho)
164,93 g / mol
1461 ° C
2600 ° C
Při pokojové teplotě: 8,79 g / cm3
Právě když se roztaví nebo roztaje: 8,34 g / cm3
17 kJ / mol
251 kJ / mol
27,15 J / (mol K)
1,23 na Paulingově stupnici
První: 581,0 kJ / mol (Ho+ plynný)
Za druhé: 1140 kJ / mol (Hodva+ plynný)
Za třetí: 2204 kJ / mol (Ho3+ plynný)
16,2 W / (m K)
814 nΩ m
Holmium se může ve svých sloučeninách vyskytovat s následujícím počtem nebo oxidačními stavy: 0, +1 (Ho+), +2 (Ho.)dva+) a +3 (Ho3+). Ze všech je +3 zdaleka nejběžnější a nejstabilnější. Holmium je tedy trojmocný kov, tvořící sloučeniny (iontové nebo částečně iontové), kde se účastní jako Ho ion3+.
Například v následujících sloučeninách má holmium oxidační číslo +3: HodvaNEBO3 (Hodva3+NEBO3dva-), Ho (OH)3, HoI3 (Ho3+Já3-) a Hodva(SW4)3.
Ho3+ a jeho elektronické přechody jsou zodpovědné za to, že sloučeniny tohoto kovu vypadají jako hnědožluté barvy. Když jsou však ozářeny fluorescenčním světlem, zbarví se růžově. Totéž platí pro vaše řešení.
Holmium se v přírodě vyskytuje jako jediný stabilní izotop: 165Ho (100% hojnost). Existují však umělé radioizotopy s dlouhými poločasy rozpadu. Mezi nimi máme:
-163Ho (t1/2 = 4570 let)
-164Ho (t1/2 = 29 minut)
-166Ho (t1/2 = 26 763 hodin)
-167Ho (t1/2 = 3,1 hodiny)
Holmium je paramagnetický kov, ale při teplotě 19 K se může stát feromagnetickým a vykazuje velmi silné magnetické vlastnosti. Vyznačuje se také magnetickým momentem (10,6 μB) největší ze všech chemických prvků, stejně jako neobvyklá magnetická permeabilita.
Holmium je kov, který za normálních podmínek příliš rychle nerezaví, takže ztráta lesku trvá nějakou dobu. Při zahřívání zapalovačem však zbarví nažloutle v důsledku tvorby oxidové vrstvy:
4 Ho + 3 O.dva → 2 HodvaNEBO3
Reaguje se zředěnými nebo koncentrovanými kyselinami za vzniku příslušných solí (dusičnany, sírany atd.). Překvapivě však nereaguje s kyselinou fluorovodíkovou, protože jde o vrstvu HoF3 chrání jej před degradací.
Holmium také reaguje se všemi halogeny za vzniku příslušných halogenidů (HoF3, HoCl3, HoBr3 a HoI3).
Holmium krystalizuje do kompaktní hexagonální struktury, hcp (šestihranný uzavřený). Teoreticky zůstávají atomy Ho soudržné díky kovové vazbě tvořené elektrony jejich 4f orbitalů, podle jejich elektronické konfigurace:
[Xe] 4fjedenáct 6 sdva
Takové interakce, stejně jako energetické uspořádání jeho elektronů, definují fyzikální vlastnosti holmium. Žádný jiný allotrope nebo polymorf není znám tomuto kovu, a to ani pod vysokým tlakem.
Atom holmia je dobrým absorbérem neutronů, takže pomáhá řídit vývoj jaderných reakcí.
Roztoky oxidu holmičitého se používají ke kalibraci spektrofotometrů, protože jejich absorpční spektrum zůstává téměř vždy konstantní bez ohledu na nečistoty, které obsahuje. Ukazuje také velmi charakteristické ostré pásy spojené s atomem holmium, nikoli s jeho sloučeninami..
Atomy holmia jsou schopny poskytovat načervenalé zabarvení skel a drahokamů z umělých kubických zirkonů.
Při extrémně nízkých teplotách (30 K nebo méně) vykazuje holmium zajímavé magnetické vlastnosti, které se používají k výrobě silných elektromagnetů, kde pomáhá koncentrovat výsledné magnetické pole..
Takové magnetické materiály jsou určeny pro nukleární magnetickou rezonanci; pro vývoj pevných disků se vzpomínkami, které oscilují v pořadí petabajtů nebo terabajtů; a možná výroba kvantových počítačů.
Krystalu yttrium-hliníkového granátu (YAG) lze dopovat atomy holmium, aby emitovaly záření, jehož vlnová délka je 2 um; to znamená, že máme holmiový laser. Díky tomu lze nádorovou tkáň přesně nařezat, aniž by došlo ke krvácení, protože dodaná energie okamžitě kauterizuje rány.
Tento laser byl opakovaně používán při operacích prostaty a zubů a také k eliminaci rakovinných buněk a ledvinových kamenů.
Zatím žádné komentáře