Holmium

Holmium
←  Dysprosium | Erbium  →
67 Ho ↓ Es 67 Ho
Egy egyszerű anyag megjelenése
Holmium minta
Az atom tulajdonságai
Név, szimbólum, szám	Holmium (Ho), 67
Csoport , időszak , blokk	3 (elavult 3), 6, f-elem
Atomtömeg ( moláris tömeg )	164.93032(2) [1]  a. e.m.  ( g / mol )
Elektronikus konfiguráció	[Xe] 6s 2 4f 11
Atom sugara	179 óra
Kémiai tulajdonságok
kovalens sugár	158  óra
Ion sugara	(+3e) 89,4  pm
Elektronegativitás	1,23 (Pauling skála)
Elektróda potenciál	Ho←Ho 3+ -2,33 V
Oxidációs állapotok	+3
Ionizációs energia (első elektron)	574,0 (5,95)  kJ / mol  ( eV )
Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai
Sűrűség ( n.a. )	8,795 g/cm³
Olvadási hőmérséklet	1747 K (+1474 °C)
Forráshőmérséklet	2968K (+2695°C)
Oud. párolgási hő	301 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	27,15 [2]  J/(K mol)
Moláris térfogat	18,7  cm³ / mol
Egy egyszerű anyag kristályrácsa
Rácsszerkezet	Hatszögletű
Rács paraméterei	a=3,577 c=5,616  Å
c / arány _	1,570
Egyéb jellemzők
Hővezető	(300 K) (16,2) W/(m K)
CAS szám	7440-60-0

A holmium  ( vegyjele - Ho , lat.  Holmium ) a D. I. kémiai elemei periodikus rendszerének hatodik periódusának 3. csoportjába tartozó kémiai elem (az elavult besorolás szerint - a harmadik csoport, IIIB mellék alcsoportja) . Mengyelejev , 67 -es rendszámmal .

A Lanthanide családhoz tartozik .

Az egyszerű anyag  , a holmium képlékeny ezüst -fehér ritkaföldfém .

Történelem

1879- ben Jacques-Louis Soret svájci kémikus és fizikus spektrális elemzéssel új elemet fedezett fel az "erbiumföldben" [3] .

A név eredete

Az elem nevét P. T. Klöve svéd kémikus adta Stockholm tiszteletére (régi latin neve Holmia ) [4] [5] [5] [6] , mivel az az ásvány, amelyből maga Klöve izolálta az új oxidját. elemet 1879 Svédország fővárosa közelében .

A természetben lenni

A földkéreg holmiumtartalma 1,3⋅10 -4  tömeg%, a tengervízben 2,2⋅10 -7  tömeg%. Más ritkaföldfémekkel együtt a monacit , bastenesit , euxenit , apatit és gadolinit ásványokban található .

Az űrobjektumok közül Przybylski csillagát rendellenesen magas holmiumtartalom jellemzi .

Betétek

A holmium a lantanidok része , amelyek gyakran megtalálhatók Kínában , az Egyesült Államokban , Kazahsztánban , Oroszországban , Ukrajnában , Srí Lankán , Ausztráliában , Brazíliában , Indiában és Skandináviában . A holmium készleteket 400 000 tonnára becsülik [7] .

A holmium egy ritka fém [8] és az 56. leggyakoribb elem a földkéregben. Szinte nincs benne a Föld légkörében. A világegyetem tömegének 500 trilliójára eső részét teszi ki. [húsz]

Árak

A 99-99,99%-os tisztaságú holmium-oxid ára 2006-ban körülbelül 120-191 dollár volt 1 kg-onként. 2009-ben a holmium ára körülbelül 1000 dollárt tett ki 1 kg-onként [9] .

Fizikai tulajdonságok

A holmium atom teljes elektronikus konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 11

A holmium egy viszonylag lágy, képlékeny és képlékeny ritkaföldfém , ezüstös fehér színű . Nem radioaktív . Ez egy paramágnes .

Ásványokban, például monacitban és gadolinitben található meg , és általában ioncserélő technikákkal vonják ki a monacitból . A Holmium rendelkezik a legmagasabb mágneses permeabilitással bármely elem közül, ezért a legerősebb statikus mágnesek pólusaihoz használják.

Kémiai tulajdonságok

Lassan oxidálódik a levegőben, és Ho 2 O 3 -t képez . Reagál savakkal (kivéve HF), Ho 3+ sókat képezve . Hevítésre reagál klórral , brómmal , nitrogénnel és hidrogénnel . Fluornak ellenálló .

Izotópok

A holmium egyetlen stabil izotópja a 165 Ho. A leghosszabb életű radioizotóp a 163 Ho, felezési ideje 4570 év.

Getting

Holmium-fluorid HoF 3 kalciummal való redukálásával nyerik .

Alkalmazás

A holmium egy monoizotóp elem (holmium-165).

Szupererős mágneses terek előállítása: az ultranagy tisztaságú holmiumot szupravezető mágnesek pólusdarabjainak készítésére használják, hogy szupererős mágneses tereket állítsanak elő. Ebben a tekintetben a holmiumerbium ötvözet fontos szerepet játszik .

Izotópok: A holmium radioaktív izotópját, a holmium-166 -ot az analitikai kémiában radioaktív nyomjelzőként használják .

Kohászat : ha az alumíniumötvözetekhez holmiumot adnak , a gáztartalom jelentősen csökken.

Lézeres anyagok : holmiumionokat használnak lézersugárzás generálására a spektrum infravörös tartományában, a hullámhossz 2,05 mikron.

Hőelektromos anyagok : A holmium-monotellurid termoelektromos teljesítménye 40 µV/K.

Atomenergia : a holmium- borátot az atomenergia-technikában használják.

Technológiák : holmium atom - az első atom, amelyen információt rögzítettek, amelyet kiolvasáskor 4 módon lehetett visszafejteni (00, 01, 10, 11)

(Azaz a közelben elhelyezkedő 2 holmiumatom, a Ho(A) és a Ho(B) olvasáskor 4 spin-ingadozási lehetőséget jelenthet: A↑B↑, A↑B↓, A↓B↑, A↓ B↓.)

Az IBM Research a következő módon találta a holmium atom felhasználását: a holmium atomot magnézium-oxid hordozóra szerelik fel. Ebben az esetben a holmium elnyeri a mágneses bistabilitás tulajdonságait, azaz két stabil mágneses állapota van, eltérő spinekkel.

A kutatók pásztázó alagútmikroszkópot (STM) használtak, és 150 mV-os feszültséget adtak 10 µA-en az atomra. Az elektronok ilyen nagy beáramlása miatt a holmium atom megváltoztatja mágneses spinállapotát. Mivel a két állapot mindegyike eltérő vezetési profillal rendelkezik, az STM csúcs képes meghatározni, hogy az atom melyikben van. Ez alacsonyabb feszültség (75 mV) alkalmazásával és az ellenállás mérésével történik.

Annak érdekében, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a holmium atom megváltoztatta mágneses állapotát, és ez nem az STM mellékhatása, a tudósok egy vasatomot helyeztek el a közelben, amely reagál a mágneses rezgésekre. Ez lehetővé tette annak igazolását, hogy a kísérlet során sikerült hosszú ideig megőrizni az atom mágneses állapotát [10] .

Így ez az atom lett az első, amelyre 1 bitben információt írtak [11] [12] [13] [14] .

Biológiai szerep

A holmium nem játszik biológiai szerepet az emberi szervezetben, de sói képesek serkenteni az anyagcserét [15] . Az emberek évente körülbelül egy milligramm holmiumot fogyasztanak. A növények alig szívják fel a holmiumot a talajból. Egyes zöldségfélék holmiumtartalmának mérése során azt mérték, hogy annak tartalma 1/10 10 rész [16] .

A nagy mennyiségű holmiumsó belélegezve, lenyelve vagy befecskendezve súlyos sérülést okozhat. A holmium biológiai hatásai hosszú ideig nem ismertek. A holmium akut toxicitása alacsony [17] .

Jegyzetek

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Az elemek atomi tömegei 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Kt. 85 , sz. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Chemical Encyclopedia: 5 kötetben / Szerkesztőség: Knunyants I. L. (főszerkesztő). - M . : Szovjet Enciklopédia, 1988. - T. 1. - S. 590. - 623 p. — 100.000 példány.
3. ↑ Gorbov A.I. Golmiy // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
4. ↑ Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2015). „Az elemek újrafelfedezése: A ritkaföldfémek – a zavaros évek” (PDF) . A hatszög : 72-77. Archivált (PDF) az eredetiből ekkor: 2021-10-11 . Letöltve: 2019. december 30 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
5. ↑ 12 Holmium . _ Royal Society of Chemistry (2020). Letöltve: 2020. január 4. Az eredetiből archiválva : 2022. január 18. (határozatlan)
6. ↑ Stwertka, Albert. Útmutató az elemekhez . — 2. - Oxford University Press, 1998. -  161. o . — ISBN 0-19-508083-1 .
7. ↑ John Emsley. A természet építőkövei: AZ útmutató az elemekhez . - USA: Oxford University Press, 2001. - P. 181-182. — ISBN 0-19-850341-5 . Archiválva : 2021. június 19. a Wayback Machine -nél
8. ↑ Emsley, John. A természet építőkövei . – Oxford University Press, 2011.
9. ↑ James B. Hedrick . Ritkaföldfémek , USGS. Az eredetiből archiválva: 2011. január 10. Letöltve: 2009. június 6.
10. ↑ Vlagyimir Koroljev. Az információ mágneses rögzítése elérte végső sűrűségét . nplus1.ru. Letöltve: 2017. március 10. Az eredetiből archiválva : 2017. március 12. (határozatlan)
11. ↑ A Delfti Műszaki Egyetem fizikusai atomi adattárházat hoztak létre  (orosz nyelven) . Archiválva az eredetiből 2017. március 12-én. Letöltve: 2017. március 10.
12. ↑ F. E. Kalff, M. P. Rebergen, E. Fahrenfort, J. Girovsky, R. Toskovic. Egy kilobájt újraírható atomi memória  //  Nature Nanotechnology. — 2016-11-01. — Vol. 11 , iss. 11 . — P. 926–929 . — ISSN 1748-3387 . - doi : 10.1038/nnano.2016.131 .
13. ↑ "Sehol máshol": Az IBM tudósai információkat mentettek az atomba - PCNEWS.RU . pcnews.ru. Letöltve: 2017. március 10. Az eredetiből archiválva : 2017. március 12. (Orosz)
14. ↑ Az IBM tudósai áttörést értek el a tárolási memóriában  . www-03.ibm.com (2016. május 17.). Letöltve: 2017. március 10. Az eredetiből archiválva : 2017. március 12.
15. ↑ C. R. Hammond. Az elemek, a Kémia és a fizika kézikönyvében. — 81. - CRC sajtó, 2000. - ISBN 0-8493-0481-4 .
16. ↑ Emsley, John. A természet építőkövei . – 2011.
17. ↑ "Holmium" archiválva : 2011. április 15., a Wayback Machine in Periodic Table v2.5 . Coimbrai Egyetem, Portugália

Linkek

• Holmium a Webelemeken
• Holmium a Kémiai Elemek Népszerű Könyvtárában

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Nagy Szovjet (1 kiadás) Brockhaus és Efron Britannica (online) Treccani Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4160461-1 J9U : 987007562963005171 LCCN : sh85061510