holmiu este un element metalic aparținând blocului F din tabelul periodic, în mod specific pentru perioada lantanidă. Prin urmare, este un membru al pământurilor rare, împreună cu erbiul, itriul, disproziul și itterbiul. Toate acestea alcătuiesc o serie de minerale (xenotimă sau gadolinită) care sunt greu de separat prin metode chimice convenționale..
Simbolul său chimic este Ho, având un număr atomic de 67 și fiind mai puțin abundent decât disproziul vecinilor săi (66Dy) și erbiu (68Er). Se spune apoi că respectă regula Oddo-Harkins. Holmiul este unul dintre acele metale rare pe care aproape nimeni nu le cunoaște sau suspectează că există; chiar și în rândul chimiștilor, nu este menționat foarte des.
În domeniile medicinei, holmiul este cunoscut pentru utilizarea laserului său în operații pentru combaterea bolilor de prostată. De asemenea, reprezintă materialul promițător pentru fabricarea de electro-magneți și calculatoare cuantice, datorită proprietăților sale magnetice neobișnuite..
Compușii trivalenți ai holmului, Ho3+, Au particularitatea de a prezenta o culoare dependentă de lumina cu care sunt iradiați. Dacă este fluorescent, culoarea acestor compuși se schimbă de la galben la roz. În același mod, se întâmplă cu soluțiile sale.
Indice articol
Descoperirea holmiumului este atribuită a doi chimiști elvețieni, Marc Delafontaine și Jacques-Louis Soret, care în 1878 l-au detectat spectroscopic în timp ce analizau mineralele din pământuri rare la Geneva. L-au numit elementul X.
Doar un an mai târziu, în 1879, chimistul suedez Per Teodor Cleve a reușit să separe oxidul de holmiu începând de la erbia, oxidul de erbiu (ErDouăSAU3). Acest oxid, contaminat de alte impurități, a arătat o culoare maro, pe care a denumit-o „holmia”, care înseamnă Stockholm în latină..
La fel, Cleve a obținut un alt material de culoare verde: „thulia”, care devine oxid de tuliu. Problema acestei descoperiri este că niciunul dintre cei trei chimiști nu a reușit să obțină o probă suficient de pură de oxid de holmiu, deoarece a fost contaminată de atomi de disproziu, un alt metal lantanid..
Abia în 1886, harnicul chimist francez, Paul Lecoq de Boisbaudran, a izolat oxidul de holmiu prin precipitații fracționate. Ulterior, acest oxid a suferit reacții chimice pentru a produce săruri de holmiu, care au fost reduse în 1911 de către chimistul suedez Otto Holmberg; și astfel au apărut primele mostre de holmiu metalic.
Cu toate acestea, în prezent, ioni de holmiu, Ho3+, sunt extrase prin cromatografie cu schimb de ioni, în loc să recurgă la reacții convenționale.
Metal argintiu, moale, ductil și maleabil.
67 (67Ho)
164,93 g / mol
1461 ºC
2600 ºC
La temperatura camerei: 8,79 g / cm3
Tocmai când se topește sau se topește: 8,34 g / cm3
17 kJ / mol
251 kJ / mol
27,15 J / (mol K)
1.23 pe scara Pauling
Prima: 581,0 kJ / mol (Ho+ gazos)
Al doilea: 1140 kJ / mol (HoDouă+ gazos)
În al treilea rând: 2204 kJ / mol (Ho3+ gazos)
16,2 W / (m K)
814 nΩ m
Holmiul poate apărea în compușii săi cu următoarele numere sau stări de oxidare: 0, +1 (Ho+), +2 (HoDouă+) și +3 (Ho3+). Dintre toate, +3 este de departe cel mai comun și stabil. Prin urmare, holmiul este un metal trivalent, formând compuși (ionici sau parțial ionici) unde participă ca ion Ho3+.
De exemplu, în următorii compuși, holmiul are un număr de oxidare de +3: HoDouăSAU3 (HoDouă3+SAU3Două-), Ho (OH)3, HoI3 (Ho3+Eu3-) și HoDouă(SW4)3.
Ho3+ iar tranzițiile sale electronice sunt responsabile pentru ca compușii acestui metal să apară în culori maro-galbene. Cu toate acestea, atunci când acestea sunt iradiate cu lumină fluorescentă, acestea devin roz. Același lucru este valabil și pentru soluțiile dvs..
Holmiul apare în natură ca un singur izotop stabil: 165Ho (100% abundență). Cu toate acestea, există radioizotopi antropici, cu timp de înjumătățire lung. Între ele avem:
-163Ho (t1/2 = 4570 ani)
-164Ho (t1/2 = 29 de minute)
-166Ho (t1/2 = 26.763 ore)
-167Ho (t1/2 = 3,1 ore)
Holmiul este un metal paramagnetic, dar poate deveni feromagnetic la o temperatură de 19 K, prezentând proprietăți magnetice foarte puternice. Se caracterizează prin faptul că are și momentul magnetic (10,6 μB) cel mai mare dintre toate elementele chimice, precum și permeabilitatea magnetică neobișnuită.
Holmiul este un metal care nu ruginește prea repede în condiții normale, așa că este nevoie de timp pentru a-și pierde strălucirea. Cu toate acestea, atunci când este încălzit cu o brichetă, devine gălbuie, datorită formării unui strat de oxid:
4 Ho + 3 ODouă → 2 HoDouăSAU3
Reacționează cu acizi diluați sau concentrați pentru a produce sărurile respective (nitrați, sulfați etc.). Cu toate acestea și în mod surprinzător, acesta nu reacționează cu acidul fluorhidric, deoarece un strat de HoF3 îl protejează de degradare.
Holmiul reacționează, de asemenea, cu toți halogenii pentru a produce halogenurile lor respective (HoF3, HoCl3, HoBr3 și HoI3).
Holmiu cristalizează într-o structură hexagonală compactă, hcp (hexagonală strânsă). În teorie, atomii de Ho rămân coeziuni datorită legăturii metalice formate de electronii orbitalilor lor 4f, în funcție de configurația lor electronică:
[Xe] 4funsprezece 6sDouă
Astfel de interacțiuni, precum și dispunerea energetică a electronilor săi, definesc proprietățile fizice ale holmului. Niciun alt alotrop sau polimorf nu este cunoscut acestui metal, nici măcar sub presiune ridicată.
Atomul de holmiu este un bun absorbant de neutroni, deci ajută la controlul dezvoltării reacțiilor nucleare.
Soluțiile de oxid de holmiu sunt utilizate pentru calibrarea spectrofotometrelor, deoarece spectrul lor de absorbție rămâne constant aproape întotdeauna, indiferent de impuritățile pe care le conține. De asemenea, prezintă benzi ascuțite foarte caracteristice asociate cu atomul de holmiu și nu cu compușii săi..
Atomii de holmiu sunt capabili să ofere o colorație roșiatică sticlelor și pietrelor artificiale de zirconiu cubic.
La temperaturi extrem de scăzute (30 K sau mai puțin), holmiul prezintă proprietăți magnetice interesante, care sunt folosite pentru a produce electro magneți puternici, unde ajută la concentrarea câmpului magnetic rezultat..
Astfel de materiale magnetice sunt destinate rezonanței magnetice nucleare; pentru dezvoltarea hard diskurilor, cu amintiri care oscilează în ordinea petabytes sau terabytes; și, eventual, pentru fabricarea de computere cuantice.
Un cristal de granat de itriu-aluminiu (YAG) poate fi dopat cu atomi de holmiu pentru a emite radiații a căror lungime de undă este de 2 µm; adică avem un laser cu holmiu. Datorită acestuia, țesutul tumoral poate fi tăiat cu precizie fără a provoca sângerări, deoarece energia furnizată cauterizează rănile imediat.
Acest laser a fost utilizat în mod repetat în operațiile de prostată și dentare, precum și pentru a elimina celulele canceroase și pietrele la rinichi.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.