De holmium is een metalen element dat bij het blok hoort F. van het periodiek systeem, specifiek voor de lanthanideperiode. Het is daarom een lid van de zeldzame aarden, samen met erbium, yttrium, dysprosium en ytterbium. Al deze vormen een reeks mineralen (xenotime of gadoliniet) die moeilijk te scheiden zijn met conventionele chemische methoden..
Het chemische symbool is Ho, met een atoomnummer van 67, en is minder overvloedig dan zijn buren dysprosium (66Dy) en erbium (68Eh). Er wordt dan gezegd dat het de regel van Oddo-Harkins gehoorzaamt. Holmium is een van die zeldzame metalen waarvan bijna niemand weet of vermoedt dat het bestaat; zelfs onder chemici wordt het niet vaak genoemd.
Op het gebied van de geneeskunde staat holmium bekend om het gebruik van zijn laser bij operaties om prostaataandoeningen te bestrijden. Het vertegenwoordigt ook het veelbelovende materiaal voor de fabricage van elektromagneten en kwantumcomputers, vanwege zijn ongebruikelijke magnetische eigenschappen..
De driewaardige verbindingen van holmium, Ho3+, Ze hebben de bijzonderheid dat ze een kleur vertonen die afhankelijk is van het licht waarmee ze worden bestraald. Als het fluorescerend is, verandert de kleur van deze verbindingen van geel naar roze. Op dezelfde manier gebeurt het met zijn oplossingen.
Artikel index
De ontdekking van holmium wordt toegeschreven aan twee Zwitserse chemici, Marc Delafontaine en Jacques-Louis Soret, die het in 1878 spectroscopisch ontdekten tijdens het analyseren van zeldzame aardmetalen in Genève. Ze noemden het element X.
Slechts een jaar later, in 1879, slaagde de Zweedse chemicus Per Teodor Cleve erin om holmiumoxide te scheiden uitgaande van erbia, erbiumoxide (ErtweeOF3Dit oxide, vervuild door andere onzuiverheden, vertoonde een bruine kleur, die hij 'holmia' noemde, wat Stockholm betekent in het Latijn.
Evenzo verkreeg Cleve een ander materiaal met een groene kleur: 'thulia', dat thuliumoxide wordt. Het probleem met deze ontdekking is dat geen van de drie chemici in staat was om een voldoende zuiver monster van holmiumoxide te verkrijgen, aangezien het was verontreinigd door atomen van dysprosium, een ander lanthanidemetaal..
Pas in 1886 isoleerde de ijverige Franse chemicus, Paul Lecoq de Boisbaudran, holmiumoxide door fractionele precipitatie. Dit oxide onderging later chemische reacties om holmiumzouten te produceren, die in 1911 werden gereduceerd door de Zweedse chemicus Otto Holmberg; en zo verschenen de eerste monsters van metallisch holmium.
Op dit moment zijn holmiumionen, Ho3+, worden geëxtraheerd door ionenuitwisselingschromatografie, in plaats van hun toevlucht te nemen tot conventionele reacties.
Zilverachtig, zacht, taai en buigzaam metaal.
67 (67Ho)
164,93 g / mol
1461 ºC
2600 ºC
Bij kamertemperatuur: 8,79 g / cm3
Net als het smelt of smelt: 8,34 g / cm3
17 kJ / mol
251 kJ / mol
27.15 J / (mol K)
1,23 op de schaal van Pauling
Ten eerste: 581,0 kJ / mol (Ho+ gasvormig)
Ten tweede: 1140 kJ / mol (Hotwee+ gasvormig)
Ten derde: 2204 kJ / mol (Ho3+ gasvormig)
16,2 W / (m · K)
814 nΩ m
Holmium kan in zijn verbindingen voorkomen met de volgende getallen of oxidatietoestanden: 0, +1 (Ho+), +2 (Hotwee+) en +3 (Ho3+Van allemaal is de +3 verreweg de meest voorkomende en stabiele. Daarom is holmium een driewaardig metaal dat verbindingen vormt (ionisch of gedeeltelijk ionisch) waar het deelneemt als Ho ion3+.
In de volgende verbindingen heeft holmium bijvoorbeeld een oxidatiegetal van +3: HotweeOF3 (Hotwee3+OF3twee-), Ho (OH)3, Hoi3 (Ho3+ik3-) en Hotwee(ZW43.
De Ho3+ en zijn elektronische overgangen zijn ervoor verantwoordelijk dat de verbindingen van dit metaal bruingele kleuren krijgen. Wanneer deze echter worden bestraald met fluorescerend licht, worden ze roze. Hetzelfde geldt voor uw oplossingen.
Holmium komt in de natuur voor als een enkele stabiele isotoop: 165Ho (100% overvloed). Er zijn echter door de mens gemaakte radio-isotopen met een lange halfwaardetijd. Tussen hen hebben we:
-163Ho (t1/2 = 4570 jaar)
-164Ho (t1/2 = 29 minuten)
-166Ho (t1/2 = 26.763 uur)
-167Ho (t1/2 = 3,1 uur)
Holmium is een paramagnetisch metaal, maar kan bij een temperatuur van 19 K ferromagnetisch worden en zeer sterke magnetische eigenschappen vertonen. Het wordt gekenmerkt doordat het ook het magnetische moment heeft (10,6 μB) grootste van alle chemische elementen, evenals ongebruikelijke magnetische permeabiliteit.
Holmium is een metaal dat onder normale omstandigheden niet te snel roest, waardoor het even tijd kost om zijn glans te verliezen. Bij verhitting met een aansteker wordt het echter gelig door de vorming van een oxidelaag:
4 Ho + 3 Otwee → 2 HotweeOF3
Reageert met verdunde of geconcentreerde zuren om hun respectievelijke zouten te produceren (nitraten, sulfaten, enz.). Maar verrassend genoeg reageert het niet met fluorwaterstofzuur, aangezien een laag HoF3 beschermt het tegen degradatie.
Holmium reageert ook met alle halogenen om hun respectievelijke halogeniden (HoF3, HoCl3, HoBr3 en HoI3.
Holmium kristalliseert tot een compacte zeshoekige structuur, hcp (hexagonaal dicht opeengepakt). In theorie blijven Ho-atomen samenhangend dankzij de metalen binding die wordt gevormd door de elektronen van hun 4f-orbitalen, volgens hun elektronische configuratie:
[Xe] 4felf 6stwee
Dergelijke interacties, evenals de energetische rangschikking van zijn elektronen, bepalen de fysieke eigenschappen van holmium. Er is geen andere allotroop of polymorf bekend voor dit metaal, zelfs niet onder hoge druk.
Het holmiumatoom is een goede neutronenabsorbeerder, dus het helpt de ontwikkeling van nucleaire reacties te beheersen.
Holmiumoxide-oplossingen worden gebruikt om spectrofotometers te kalibreren, omdat hun absorptiespectrum bijna altijd constant blijft, ongeacht de onzuiverheden die het bevat. Het vertoont ook zeer karakteristieke scherpe banden die verband houden met het holmiumatoom, en niet met zijn verbindingen..
Holmium-atomen zijn in staat om een roodachtige kleur te geven aan glas en kunstmatige zirkonia-edelstenen.
Bij extreem lage temperaturen (30 K of minder) vertoont holmium interessante magnetische eigenschappen, die worden gebruikt om krachtige elektromagneten te maken, waar het helpt om het resulterende magnetische veld te concentreren..
Dergelijke magnetische materialen zijn bedoeld voor nucleaire magnetische resonantie; voor de ontwikkeling van harde schijven, met herinneringen die oscilleren in de volgorde van de petabytes of terabytes; en mogelijk voor de fabricage van kwantumcomputers.
Een yttrium-aluminium-granaat (YAG) -kristal kan worden gedoteerd met holmiumatomen om straling uit te zenden met een golflengte van 2 µm; dat wil zeggen, we hebben een holmiumlaser. Dankzij dit kan tumorweefsel nauwkeurig worden gesneden zonder bloedingen te veroorzaken, aangezien de geleverde energie de wonden onmiddellijk dichtschroeit.
Deze laser is herhaaldelijk gebruikt bij prostaat- en tandheelkundige ingrepen en om kankercellen en nierstenen te verwijderen.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.