Holmio

Metaliczna próbka ultraczysta Holm. Źródło: obrazy Hi-Resa elementów chemicznych [CC przez 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)]

Co to jest Holmio?

On Holmio Jest to element metaliczny należący do bloku F stolika okresowego, w szczególności do okresu Lantanides. Jest zatem członkiem ziem rzadkich, obok Erbio, iTrio, dyspozyto i iterbio. Wszystkie te stanowią serię minerałów (Xenotima lub Gadolinita), które są trudne do oddzielenia za pomocą konwencjonalnych metod chemicznych.

Jego symbolem chemicznym jest HO, mający liczbę atomową 67, i jest mniej obfity niż dyspozio jego sąsiadów (₆₆Dy) i Erbio (₆₈Er). Następnie mówi się, że reguły Oddo-Harkins są posłuszne. Holmius jest jednym z tych rzadkich metali, których prawie nikt nie zna ani nie podejrzewa swojego istnienia; Nawet wśród chemikaliów zwykle nie wspomniano go bardzo często.

W dziedzinie medycyny Holmio jest znany z użycia swojego lasera w operacjach w celu zwalczania patologii prostaty. Reprezentuje również obiecujący materiał do produkcji elektromagnetów i komputerów kwantowych, ze względu na nietypowe właściwości magnetyczne.

Związki holmu, trwalentne, ho³⁺, Prezentują osobliwość wykazywania koloru zależnego od światła, z którym są napromieniowani. Jeśli jest to fluorescencyjne, kolor tych związków zmienia się z żółtego na różowy. Podobnie zdarza się to z jego rozwiązaniami.

Historia

Odkrycie Holmio przypisuje się dwóm szwajcarskim chemikaliom, Marc Defontaine i Jacques-Louis Soret, którzy w 1878 r. Wykryto spektroskopowo podczas analizy w minerałach genewskich ziem rzadkich. Nazywali go elementem x.

Zaledwie rok później, w 1879 r₂ALBO₃). Ten tlenek, zanieczyszczony innymi zanieczyszczeniami, wykazywał brązowe zabarwienie, które nazwał „holmia”, co oznacza skok po łacinie.

Może ci służyć: reakcja egzergoniczna: cechy i przykłady

Ponadto Cleve uzyskał kolejny zielony materiał: „Thulia”, który staje się tlenek Tulio. Problem tego odkrycia polega na tym, że żadna z trzech chemikaliów nie mogła uzyskać wystarczającej próbki czystej tlenku Holm, ponieważ został zanieczyszczony przez atomy Doccha, inny metal lantanidowy.

W 1886 r. Było to nic, że francuska chemikalia, Paul Lecoq z Boisbaudran, wyizolował tlenek Holm przez frakcjonowane opady. Tlenek ten przeszedł następnie reakcje chemiczne w celu wytworzenia soli holmio, które zostały zmniejszone w 1911 r. Przez szwedzkiego chemika Otto Holmberga; I tak pojawiły się pierwsze metaliczne próbki Holm.

Jednak obecnie jony Holmio, Hol³⁺, Są one ekstrahowane metodą chromatografii wymiany jonowej, zamiast uciekać się do konwencjonalnych reakcji.

Właściwości Holm

Lokalizacja Holmio w stole okresowym. Źródło: wektoryzacja: Sushant Savla 05:51, 9 czerwca 2019 r. (UTC), CC BY-SA 4.0, Via Wikimedia Commons

Wygląd fizyczny

Srebrny, miękki, plastyczny i plastyczny metal.

Liczba atomowa

67 (₆₇Ho)

Masa cząsteczkowa

164,93 g/mol

Temperatura topnienia

1461 ° C

Punkt wrzenia

2600 ° C

Gęstość

W temperaturze pokojowej: 8,79 g/cm³

Tylko wtedy, gdy się topi lub topi: 8,34 g/cm³

Fusion Heat

17 kJ/mol

Ciepło parowe

251 kJ/mol

Molowa pojemność cieplna

27,15 J/(mol · k)

Elektronialiczność

1.23 w skali Pauling

Energie jonizacyjne

Po pierwsze: 581,0 kJ/mol (Ho⁺ gazowy)

Po drugie: 1140 kJ/mol (ho²⁺ gazowy)

Po trzecie: 2204 kJ/mol (ho³⁺ gazowy)

Przewodność cieplna

16,2 w/(m · k)

Rezystancja

814 nω · m

Liczby utleniania

Holm można przedstawić w jego związkach z następującymi liczbami lub stanami utleniania: 0, +1 (Ho⁺), +2 (ho²⁺) i +3 (ho³⁺). Ze wszystkich z nich +3 jest zdecydowanie najczęstszym i stabilnym. Dlatego holm jest metalem trójwartościowym, tworząc związki (jonowe lub częściowo jonowe), w którym uczestniczy jako ho -jon³⁺.

Może ci służyć: octan etylu

Na przykład w poniższych związkach holm znajduje się przy numerze +3 utlenianiu: ho₂ALBO₃ (Ho₂³⁺ALBO₃^2-), Ho (oh)₃, Hoi₃ (Ho³⁺Siema₃^-) i ho₂(POŁUDNIOWY ZACHÓD₄)₃.

Ho³⁺ A jego elektroniczne przejścia są odpowiedzialne za związki tego metalowego wyglądu brązowo-żółte. Jednak gdy promieniują światłem fluorescencyjnym, stają się różowe. To samo dotyczy ich rozwiązań.

Izotopy

Holmio jest prezentowany w naturze jako pojedynczy stabilny izotop: ¹⁶⁵Ho (100% obfitości). Istnieją jednak sztuczne radioizotopy o znacznych połowie życia. Między nimi mamy:

-¹⁶³Ho (T_1/2 = 4570 lat)

-¹⁶⁴Ho (T_1/2 = 29 minut)

-¹⁶⁶Ho (T_1/2 = 26 763 godzin)

-¹⁶⁷Ho (T_1/2 = 3,1 godziny)

Zakon magnetyczny i moment

Holm jest metalem paramagnetycznym, ale może stać się ferromagnetyczny w temperaturze 19 K, wykazując bardzo silne właściwości magnetyczne. Charakteryzuje się momentem magnetycznym (10,6 μ_B) większe spośród wszystkich elementów chemicznych, a także niezwykła przepuszczalność magnetyczna.

Reaktywność

Holm jest metalem, który w normalnych warunkach nie jest zbyt szybki, więc potrzeba utraty jasności. Jednak gdy jest ogrzewany zapalniczką, staje się żółtawy, produkt tworzenia warstwy tlenku:

4 Ho + 3 O₂ → 2 Ho₂ALBO₃

Reaguje z rozcieńczonymi lub skoncentrowanymi kwasami, powodując ich odpowiednie sole (azotany, siarczany itp.). Jednak i zaskakujące, nie reaguje z kwasem fluorowym, ponieważ warstwa HOF₃ chroni go przed degradacją.

Holmio reaguje również ze wszystkimi halogenami, aby wytworzyć swoje halogenury (HOF₃, Hocl₃, Hobr₃ i hoi₃).

Struktura chemiczna

Konfiguracja elektroniczna Holmio. Źródło: Pumba (oryginalne prace Greg Robsona) Creative Commons Uznania Ujawnia się na podstawie tej samej licencji 2.0 Anglia i kraj Walii

Holmio krystalizuje się w kompaktowej strukturze sześciokątnej, HCP (dla jego akronimu w języku angielskim: zamykany sześciokąta). Teoretycznie atomy HO pozostają spójne dzięki wiązaniu metalowym utworzonym przez elektrony ich orbitali 4F, zgodnie z ich konfiguracją elektroniczną:

Może ci służyć: rozcieńczenie: koncepcja, jak to się robi, przykłady, ćwiczenia

[Xe] 4f^jedenaście 6s²

Takie interakcje, a także układ energetyczny jego elektronów, definiują właściwości fizyczne Holmio. Ten metal nie jest znany żaden inny alotrop ani polimorf, nawet pod wysokim ciśnieniem.

Aplikacje

Reakcje jądrowe

Atom Holmio jest dobrym absorbentem neutronowym, więc pomaga kontrolować rozwój reakcji jądrowych.

Spektroskopia

Roztwory tlenku Holmio są stosowane do kalibracji spektrofotometrów, ponieważ ich widmo absorpcyjne prawie zawsze pozostaje, niezależnie od zawartych zanieczyszczeń. Pokazuje także bardzo charakterystyczne ostre pasma związane z atomem Holmio, a nie z jego związkami.

Kolorant

Atomy Holmio są w stanie zapewnić czerwonawe zabarwienie szkła i sztucznych klejnotów sześciennych.

Magnes

W wyjątkowo niskich temperaturach (30 K lub mniej) Holmius wykazuje interesujące właściwości magnetyczne, które są używane do wytwarzania potężnych elektromów, gdzie pomaga skoncentrować powstałe pole magnetyczne.

Takie materiały magnetyczne są przeznaczone do rezonansu magnetycznego jądrowego; do rozwoju dysków twardych, z wspomnieniami, które oscylują w kolejności petabajtów lub terabajtów; i prawdopodobnie wyprodukować komputery kwantowe.

Laser Holmio

Ititrio-aluminiowy kryształ granatu (YAG) może dominować atomami Holmio, aby wyemitować promieniowanie, którego długość fali wynosi 2 μm; To znaczy mamy laser holm. Dzięki niemu tkanka nowotworowa można dokładnie wyciąć bez powodowania krwawienia, ponieważ energia dostarcza rany natychmiast.

Ten laser był powtarzalnie używany w operacjach prostaty i zębów, a także do wyeliminowania komórek rakowych i kamieni nerkowych.