Holmium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ho und Atomnummer 67. Ein Teil der lanthanide Reihe, Holmium ist ein seltenes Erdelement. Sein Oxyd wurde zuerst von seltenen Erderzen 1878 isoliert, und das Element wurde nach der Stadt Stockholm genannt.

Elementares Holmium ist ein relativ weiches und verformbares silberfarbenes Weißmetall. Es ist zu reaktiv, um ungebunden in der Natur, aber wenn isoliert, gefunden zu werden, ist in trockener Luft bei der Raumtemperatur relativ stabil. Jedoch reagiert es mit Wasser und verrostet sogleich, und wird auch in Luft, wenn geheizt, brennen.

Holmium wird in den Mineralen monazite und gadolinite gefunden, und wird gewöhnlich aus monazite das Verwenden von Ion-Austauschtechniken gewerblich herausgezogen. Seine Zusammensetzungen in der Natur, und in fast ganzer seiner Laborchemie, werden dreiwertig oxidiert, Ionen von Ho (III) enthaltend. Dreiwertige Holmium-Ionen haben Leuchtstoffeigenschaften, die vielen anderen seltenen Erdionen ähnlich sind (während sie ihren eigenen Satz von einzigartigen Emissionslicht-Linien nachgeben), und Holmium-Ionen werden so ebenso als einige andere seltene Erden in bestimmten Laser- und Glasfarbstoff-Anwendungen verwendet.

Holmium hat die höchste magnetische Kraft jedes Elements und wird deshalb für den polepieces der stärksten statischen Magnete verwendet. Weil Holmium stark Neutronen absorbiert, wird es auch in Kernkontrollstangen verwendet.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Holmium ist ein relativ weiches und verformbares Element, das ziemlich gegen die Korrosion widerstandsfähig und in trockener Luft bei der Standardtemperatur und dem Druck stabil ist. In feuchter Luft und bei höheren Temperaturen, jedoch, oxidiert es schnell, ein gelbliches Oxyd bildend. In der reinen Form besitzt Holmium einen metallischen, hellen silberfarbenen Schimmer.

Holmium-Oxyd hat einige ziemlich dramatische Farbwechsel abhängig von den Lichtverhältnissen. Im Tageslicht ist es eine tannish gelbe Farbe. Unter dem trichromatic Licht ist es ein feuerorange Rot, das fast vom Äußeren von Erbium-Oxyd unter denselben Lichtverhältnissen nicht zu unterscheidend ist. Die Änderung ist mit den scharfen Emissionsbändern der dreiwertigen Ionen dieser Elemente verbunden, als Leuchtmassen handelnd.

Holmium hat den höchsten magnetischen Moment von jedem natürlich vorkommenden Element und besitzt andere ungewöhnliche magnetische Eigenschaften. Wenn verbunden, mit Yttrium bildet es hoch magnetische Zusammensetzungen. Holmium ist an umgebenden Bedingungen paramagnetisch, aber ist bei Temperaturen unten eisenmagnetisch.

Chemische Eigenschaften

Holmium-Metall wird langsam in Luft trübe und brennt sogleich, um Holmium (III) Oxyd zu bilden:

:4 Ho + 3 O  2 HoO

Holmium ist ganz electropositive und ist allgemein dreiwertig. Es reagiert langsam mit kaltem Wasser und ganz schnell mit heißem Wasser, um Holmium-Hydroxyd zu bilden:

:2 Ho (s) + 6 HO (l)  2 Ho (Ohio) (aq) + 3 H (g)

Holmium-Metall reagiert mit allen Halogenen:

:2 Ho (s) + 3 F (g)  2 HoF (s) [rosa]

:2 Ho (s) + 3 Kl. (g)  2 HoCl (s) [gelber]

:2 Ho (s) + 3 Br (g)  2 HoBr (s) [gelber]

:2 Ho (s) + 3 ich (g)  2 HoI (s) [gelber]

Holmium löst sich sogleich in verdünnter Schwefelsäure auf, um Lösungen zu bilden, die die gelben Ionen von Ho (III) enthalten, die als [Ho (Ohio)] Komplexe bestehen:

:2 Ho (s) + 3 HSO (aq)  2 Ho (aq) + 3 (aq) + 3 H (g)

Isotope

Natürliches Holmium enthält ein stabiles Isotop, Holmium 165. Einige synthetische radioaktive Isotope sind bekannt; der stabilste ist Holmium 163, mit einem halben Leben von 4570 Jahren. Alle anderen Radioisotope haben mit dem Boden staatliche Hälfte von Leben, die nicht größer sind als 1.117 Tage, und die meisten haben Hälfte von Leben weniger als 3 Stunden. Jedoch hat der metastable Ho ein halbes Leben von ungefähr 1200 Jahren wegen seiner hohen Drehung. Diese Tatsache, die mit einer hohen Erregungsenergie verbunden ist, die auf ein besonders reiches Spektrum der erzeugten Zerfall-Gammastrahlung hinausläuft, wenn die metastable de-excites festsetzen, macht dieses Isotop nützlich in Kernphysik-Experimenten als ein Mittel, um Energieantworten und innere Wirksamkeit von Gammastrahl-Spektrometern zu kalibrieren.

Geschichte

Holmium (Holmia, lateinischer Name für Stockholm) wurde von Marc Delafontaine und Jacques-Louis Soret 1878 entdeckt, der die abweichenden spectrographic Absorptionsbänder des dann unbekannten Elements bemerkt hat (sie haben es "Element X" genannt). Später 1878, Pro Teodor Cleve hat unabhängig das Element entdeckt, während er an der erbia Erde (Erbium-Oxyd) arbeitete.

Mit der von Carl Gustaf Mosander entwickelten Methode hat Cleve zuerst alle bekannten Verseuchungsstoffe von erbia entfernt. Das Ergebnis dieser Anstrengung war zwei neue Materialien, ein braunes und ein grünes. Er hat die braune Substanz holmia (nachdem der lateinische Name für die Heimatstadt von Cleve, Stockholm) und das grüne thulia genannt. Wie man später fand, war Holmia das Holmium-Oxyd, und thulia war Thulium-Oxyd.

Ereignis und Produktion

Wie alle anderen seltenen Erden wird Holmium als ein freies Element nicht natürlich gefunden. Es kommt wirklich verbunden mit anderen Elementen in gadolinite, monazite, und anderen Selten-Erdmineralen vor. Die abbauenden Hauptgebiete sind China, die Vereinigten Staaten, Brasilien, Indien, Sri Lanka und Australien mit Reserven des als 400,000 Tonnen geschätzten Holmiums.

Es wird über den Ion-Austausch von monazite Sand (0.05-%-Holmium) gewerblich herausgezogen, aber ist noch schwierig, sich von anderen seltenen Erden zu trennen. Das Element ist durch die Verminderung seines wasserfreien Chlorids oder Fluorids mit metallischem Kalzium isoliert worden. Sein geschätzter Überfluss in der Kruste der Erde ist 1.3 Mg/Kg. Holmium folgt der Regierung von Oddo-Harkins: Als ein ungeradzahliges Element ist es weniger reichlich als seine unmittelbaren sogar gezählten Nachbarn, Dysprosium und Erbium. Jedoch ist es vom ungeradzahligen schweren lanthanides am reichlichsten. Die aktuelle Hauptquelle ist einige der Töne der Ion-Adsorption des südlichen Chinas. Einige von diesen haben eine Selten-Erdzusammensetzung, die dem ähnlich ist, das in xenotime oder gadolinite gefunden ist. Yttrium setzt ungefähr zwei Drittel der Summe durch das Gewicht zusammen; Holmium ist ungefähr 1.5 %. Die ursprünglichen Erze selbst, sind vielleicht nur 0.1 % ganzer lanthanide sehr mager, aber werden leicht herausgezogen. Holmium ist für ein Selten-Erdmetall mit dem Preis ungefähr 1000 US$ pro Kg relativ billig.

Anwendungen

Holmium hat die höchste magnetische Kraft jedes Elements, und wird deshalb verwendet, um die stärksten künstlich erzeugten magnetischen Felder zu schaffen, wenn gelegt, innerhalb von Magneten der hohen Kraft als ein magnetisches Pol-Stück (hat auch einen magnetischen Fluss concentrator genannt). Da es Neutronen von Atomspaltung absorbieren kann, wird es auch in Kernkontrollstangen verwendet.

Holmium wird im Yttrium-Eisengranat (YIG) - und Lanthan-Fluorid des Yttriums (YLF) Halbleiterlaser verwendet, die in der Mikrowellenausrüstung gefunden sind (die der Reihe nach in einer Vielfalt von medizinischen und Zahneinstellungen gefunden werden). Holmium-Laser strahlen an 2.08 Mikrometern aus, und sind deshalb zu Augen sicher. Sie werden in medizinischen, mit der Faser optischen und Zahnanwendungen verwendet.

Holmium ist einer der Farbstoffe, die für den Zirkon und das Glas verwendet sind, das gelbe oder rote Färben zur Verfügung stellend. Glas-, Holmium-Oxyd und Holmium-Oxydlösungen (gewöhnlich in perchloric Säure) enthaltend, haben scharfe optische Absorptionsspitzen in der geisterhaften Reihe 200-900 nm. Sie werden deshalb als ein Kalibrierungsstandard für optischen spectrophotometers verwendet, und sind gewerblich verfügbar.

Der radioaktive, aber langlebige Ho-166m1 (sieh "Isotope" oben), wird in der Kalibrierung von Gammastrahl-Spektrometern verwendet.

Vorsichtsmaßnahmen

Das Element, als mit anderen seltenen Erden, scheint, einen niedrigen Grad der akuten Giftigkeit zu haben. Holmium spielt keine biologische Rolle in Menschen, aber kann im Stande sein, Metabolismus zu stimulieren.

Siehe auch

• Handbuch zu den Elementen- Verbesserte Auflage, Albert Stwertka, (Presse der Universität Oxford; 1998) internationale Standardbuchnummer 0-19-508083-1

Links

• WebElements.com- Holmium (auch verwendet als eine Verweisung)
• Amerikanische Elemente- Holmium (auch verwendet als eine Verweisung)