Holmium

Holmium
67 Ho
- ↑ Ho ↓ Es Tableau p??riodique dysprosium ← → holmium erbium
Apparence
blanc argent??
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	holmium, Ho, 67
Prononciation	/ h oʊ l m Je ə m / HOHL -mee-əm
??l??ment Cat??gorie	lanthanides
Groupe, p??riode, bloc	n / a, 6, fa
Poids atomique standard	164,93032
Configuration ??lectronique	[ Xe ] 4f 11 6s 2 2, 8, 18, 29, 8, 2
Histoire
D??couverte	Marc Delafontaine (1878)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	8,79 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	8,34 g ?? cm -3
Point de fusion	1734 K , 1461 ?? C, 2662 ?? F
Point d'??bullition	2993 K, 2720 ?? C, 4928 ?? F
La chaleur de fusion	17,0 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	265 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	27,15 J ?? mol -1 ?? K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 1432 1584 (1775) (2040) (2410) (2964)
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	3, 2, 1 ( oxyde de base)
??lectron??gativit??	1,23 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation	1er: 581,0 kJ ?? mol -1
	2??me: 1140 kJ ?? mol -1
	3??me: 2204 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	176 h
Rayon covalente	192 ?? 19 heures
Miscellan??es
Crystal structure	hexagonale compacte
Ordre magn??tique	paramagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	( rt) (poly) 814 nΩ ?? m
Conductivit?? thermique	16,2 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	( rt) (poly) 11,2 um / (m ?? K)
Vitesse du son (tige mince)	(20 ?? C) 2,760 m ?? s -1
Le module d'Young	64,8 GPa
Module de cisaillement	26,3 GPa
Module Bulk	40,2 GPa
Coefficient de Poisson	0,231
Duret?? Vickers	481 MPa
Duret?? Brinell	746 MPa
Num??ro de registre CAS	7440-60-0
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Les isotopes d'holmium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 163 Ho syn 4570 ans ε 0,003 163 Dy 164 Ho syn 29 min ε 0,987 164 Dy 165 Ho 100% 165 Ho est stable avec 98 neutrons 166 Ho syn 26,763 h β - 1,855 166 Er 167 Ho syn 3,1 h β - 1,007 167 Er

Holmium est un ??l??ment chimique avec le symbole Ho et de num??ro atomique 67. Une partie de la s??rie des lanthanides , l'holmium est un ??l??ment des terres rares. Holmium a ??t?? d??couvert par le chimiste su??dois Per Theodor Cleve. Son oxyde a ??t?? isol?? ?? partir de minerais de terres rares en 1878 et l'??l??ment a ??t?? nomm?? d'apr??s la ville de Stockholm.

Holmium ??l??mentaire est un blanc argent?? relativement mou et mall??able m??tal . Il est trop r??actif se trouve non combin??e dans la nature, mais lorsqu'il est isol??, est relativement stable dans l'air sec ?? temp??rature ambiante. Cependant, il r??agit avec l'eau et les rouilles facilement, et sera ??galement br??ler ?? l'air lorsqu'il est chauff??.

Holmium se trouve dans les minerais monazite et gadolinite, et est habituellement extrait de la monazite dans le commerce en utilisant des techniques d'??change d'ions. Les compos??s dans la nature, et en quasi-totalit?? de sa chimie de laboratoire, sont oxyd??s trivalente, contenant des ions Ho (III). Ions trivalents holmium ont des propri??t??s fluorescentes similaires ?? de nombreux autres ions de terres rares (en c??dant leur propre jeu de lignes lumineuses d'??mission uniques), et des ions d'holmium sont donc utilis??s de la m??me mani??re que d'autres terres rares dans certaines applications laser et le colorant de verre.

Holmium a le plus haut la force magn??tique d'un ??l??ment et par cons??quent est utilis?? pour la pi??ces polaires des plus fortes statiques aimants . Parce holmium absorbe fortement les neutrons, il est ??galement utilis?? dans barres de commande nucl??aires.

Caract??ristiques

Propri??t??s physiques

Ho ₂ O _3, ?? gauche: lumi??re naturelle, ?? droite: la lumi??re de la lampe fluorescente

Holmium est un ??l??ment relativement mou et mall??able qui est assez corrosion , r??sistante et stable dans l'air sec ?? temp??rature et pression normales. Dans l'air humide et ?? la hausse des temp??ratures , cependant, il est rapidement oxyde, formant un oxyde jaun??tre. Dans sa forme pure, holmium poss??de un m??tallique, l'??clat argent?? clair.

Holmium oxyde a des changements de couleur assez spectaculaires en fonction des conditions d'??clairage. Dans la lumi??re du jour, ce est une couleur jaune brun??tre. Sous trichrome lumi??re, il est d'un rouge orange feu, presque indiscernables de l'apparition de l'oxyde d'erbium dans les m??mes conditions d'??clairage. Le changement est li?? aux bandes d'??mission tranchants des ions trivalents de ces ??l??ments, agissant en tant que substances luminescentes.

Holmium a le plus haut moment magn??tique (10,6 μ
B) de tout ??l??ment naturel et poss??de d'autres propri??t??s magn??tiques inhabituelles. Lorsqu'il est combin?? avec l'yttrium , il forme hautement magn??tiques compos??s. Holmium est paramagn??tique dans les conditions ambiantes, mais est ferromagn??tique ?? des temp??ratures inf??rieures ?? 19 K .

Propri??t??s chimiques

M??tal Holmium ternit lentement ?? l'air et br??le facilement pour former holmium (III) oxyde:

4 Ho + 3 O ₂ → 2 Ho ₂ O ₃

Holmium est assez ??lectropositive et est g??n??ralement trivalent. Il r??agit lentement avec l'eau froide et assez rapidement avec de l'eau chaude pour former de l'hydroxyde holmium:

Ho 2 (s) + 6 H ₂ O (l) 2 → Ho (OH) ₃ (aq) + 3 H ₂ (g)

Holmium m??tal r??agit avec tous les halog??nes:

2 Ho (s) + 3 F ₂ (g) → 2 Hof ₃ (s) [rose]

2 Ho (s) + 3 Cl ₂ (g) → 2 HOCL ₃ (s) [jaune]

2 Ho (s) + 3 Br ₂ (g) → 2 HOBr ₃ (s) [jaune]

2 Ho (s) + 3 I ₂ (g) → 2 HoI ₃ (s) [jaune]

Holmium dilu?? se dissout facilement dans l'acide sulfurique pour former des solutions contenant les Ho (III) des ions jaunes, qui existent en tant que [OH HO _{(2) 9]} ³⁺ complexes:

2 Ho (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) → 2 Ho ³⁺ (aq) + 3 SO 2-
4 (aq) + 3 H ₂ (g)

??tat d'oxydation le plus commun de Holmium est trois. Holmium dans la solution est dans la forme de Ho ³⁺ entour?? de neuf mol??cules d'eau. Holmium dissout dans les acides.

Isotopes

Natural holmium une contient stable isotope , holmium-165. Certains isotopes radioactifs synth??tiques sont connus; la plus stable est holmium-163, avec une demi-vie de 4570 ann??es. Tous les autres radio-isotopes avoir la moiti?? de l'??tat fondamental ne vit pas plus de 1,117 jours, et la plupart ont des demi-vies de moins de 3 heures. Cependant, la m??tastable ^{166 m1} Ho a une demi-vie d'environ 1200 ann??es en raison de sa haute essorage. Ce fait, combin?? avec une grande ??nergie d'excitation r??sultant dans un particuli??rement riche spectre de d??croissance rayons gamma produites lorsque l'??tat m??tastable d??sexcite, rend cet isotope utile dans physique nucl??aire exp??riences comme un moyen pour calibrer les r??ponses de l'??nergie et de l'efficacit?? intrins??ques de spectrom??tres gamma ray.

Histoire

Holmium (Holmia, latine nom pour Stockholm ) ??tait d??couverte par Marc Delafontaine et Jacques-Louis Soret en 1878 qui a remarqu?? l'aberrante spectrographique bandes d'absorption de l'??l??ment alors inconnu (ils l'appelaient "Element X"). Plus tard en 1878, Par Teodor Cleve d??couvert ind??pendamment l'??l??ment alors qu'il travaillait sur erbia terre ( l'oxyde d'erbium).

En utilisant la m??thode d??velopp??e par Carl Gustaf Mosander, Cleve abord retir?? tous les contaminants connus de erbia. Le r??sultat de cet effort ??tait deux nouveaux mat??riaux, une brune et une verte. Il a nomm?? l'Holmia de substance brune (apr??s le nom latin de la ville natale de Cleve, Stockholm) et le vert une Thulia. Holmia a ??t?? r??v??l?? plus tard ??tre le l'oxyde d'holmium et ??tait Thulia l'oxyde de thulium. En papier classique de Henry Moseley sur les num??ros atomiques, holmium a ??t?? affect?? un num??ro atomique de 66. ??videmment, la pr??paration holmium lui avait donn?? pour enqu??ter avait ??t?? grossi??rement impur, domin?? par voisin (et unplotted) dysprosium. Il aurait vu des raies d'??mission de rayons X pour les deux ??l??ments, mais suppos?? que les dominants appartenaient ?? holmium, au lieu de l'impuret?? de dysprosium.

Pr??sence et la production

Gadolinite

Comme toutes les autres terres rares, holmium ne est pas naturellement pr??sent comme un ??l??ment libre. Il ne se produit combin?? avec d'autres ??l??ments gadolinite, monazite et autres min??raux de terres rares. Les principales zones mini??res sont la Chine , ??tats-Unis , le Br??sil , l'Inde , le Sri Lanka et l'Australie avec des r??serves de holmium estim??s 400 000 tonnes.

Holmium repr??sente 1,4 parties par million de la cro??te terrestre en poids. Cela en fait le 56e ??l??ment le plus abondant dans la cro??te de la terre. Holmium constitue une partie par million des sols , 400 parties par quadrillion de l'eau de mer , et presque aucun de l'atmosph??re terrestre . Holmium est rare pour un lanthanides. Il repr??sente 500 parties par billion de l' univers en poids.

Il est extrait via le commerce d'??change d'ions dans le sable monazite (0,05% de holmium), mais est encore difficile de s??parer des autres terres rares. L'??l??ment a ??t?? isol?? par la r??duction de son anhydre chlorure ou avec le fluorure m??tallique calcium . Son abondance estim??e dans la terre cro??te est de 1,3 mg / kg. Ob??it ?? la Holmium Oddo-Harkins r??gle: comme un ??l??ment impair, il est moins abondant que son imm??diate num??ro pair voisins, le dysprosium et d'erbium . Cependant, il est le plus abondant des lourds impaires lanthanides . La principale source de courant sont quelques-uns des argiles ions adsorption du sud de la Chine. Certaines d'entre elles ont une composition de terres rares similaire ?? celle trouv??e dans . x??notime ou gadolinite yttrium repr??sente environ les deux tiers du total en poids; holmium est d'environ 1,5%. Les minerais originaux eux-m??mes sont tr??s maigre, peut-??tre seulement 0,1% lanthanides totale, mais sont facilement extraits. Holmium est relativement peu co??teux pour un m??tal de terre rare avec le prix environ US $ 1000 par kg.

Applications

Une solution de 4% d'oxyde d'holmium dans de l'acide perchlorique ?? 10%, fusionn?? de mani??re permanente dans une cuvette de quartz comme ??talon de calibrage optique

Holmium a la force magn??tique le plus ??lev?? de tout ??l??ment, et par cons??quent est utilis?? pour cr??er le plus fort g??n??r?? artificiellement les champs magn??tiques, lorsqu'il est plac?? ?? l'int??rieur des aimants ?? haute r??sistance comme une pi??ce polaire magn??tique (??galement appel?? concentrateur de flux magn??tique). Comme il peut absorber les neutrons de fission de race nucl??aires, il est ??galement utilis?? dans les barres de commande nucl??aires.

Holmium est utilis?? dans yttrium fer - grenat (YIG) - yttrium et le lanthane -fluoride (YLF) lasers ?? semi-conducteurs trouv??s dans ??quipement de micro-ondes (qui sont ?? leur tour trouv?? dans une vari??t?? de param??tres m??dicaux et dentaires). Lasers Holmium ??mettent ?? 2,08 microm??tres, et donc sont sans danger pour les yeux. Ils sont utilis??s dans des applications m??dicales, dentaires, et des fibres optiques.

Holmium est l'un des colorants utilis??s pour zircone cubique et verre , offrant coloration jaune ou rouge. Verre contenant des solutions d'oxyde d'holmium et d'oxyde d'holmium (g??n??ralement en l'acide perchlorique) ont pics ac??r??s d'absorption optique dans la gamme spectrale de 200 ?? 900 nm. Ils sont donc utilis??s en tant que standard de calibrage pour spectrophotom??tres optiques, et sont disponibles dans le commerce.

Les radioactifs mais ?? vie longue Ho-166 m1 (voir ??isotopes?? ci-dessus) est utilis?? dans l'??talonnage des spectrom??tres de rayons gamma.

R??le biologique

Holmium ne joue aucun r??le biologique dans les humains , mais les sels sont capables de stimuler m??tabolisme. Les humains consomment environ un milligramme de holmium un an. Les plantes ne prennent pas facilement jusqu'?? holmium du sol. Certains l??gumes ont vu leur teneur en holmium mesur??e, et il se ??l??ve ?? 100 parties par billion.

Toxicit??

De grandes quantit??s de holmiium sels peuvent causer des dommages graves si inhal??, consomm??e par voie orale, ou inject??. Les effets biologiques de l'holmium sur une longue p??riode de temps ne sont pas connus. Holmium a un niveau de toxicit?? aigu?? bas.