Holmium

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 12 oktober 2021; kontroller kräver 11 redigeringar .
Holmium
←  Dysprosium | Erbium  →
67 Ho
↓
Es		 Periodiska system av element67 Ho
Utseendet av en enkel substans
Holmium prov
Atomegenskaper
Namn, symbol, nummer Holmium (Ho), 67
Grupp , punkt , block 3 (föråldrad 3), 6,
f-element
Atommassa
( molmassa )		 164.93032(2) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration [Xe] 6s 2 4f 11
Atomradie 179 pm
Kemiska egenskaper
kovalent radie 158  pm
Jonradie (+3e) 89.4  pm
Elektronnegativitet 1,23 (Pauling skala)
Elektrodpotential Ho←Ho 3+ -2,33 V
Oxidationstillstånd +3
Joniseringsenergi
(första elektron)		 574,0 (5,95)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiska egenskaper hos ett enkelt ämne
Densitet (vid ej ) 8,795 g/cm³
Smält temperatur 1747K (+1474°C)
Koktemperatur 2968K (+2695°C)
Oud. avdunstningsvärme 301 kJ/mol
Molär värmekapacitet 27,15 [2]  J/(K mol)
Molar volym 18,7  cm³ / mol
Kristallgittret av en enkel substans
Gallerstruktur Hexagonal
Gitterparametrar a=3,577 c=5,616  Å
c / a -förhållande 1 570
Andra egenskaper
Värmeledningsförmåga (300 K) (16,2) W/(m K)
CAS-nummer 7440-60-0
67 Holmium
Ho164,9303
4f 11 6s 2

Holmium  ( kemisk symbol - Ho , från lat.  Holmium ) är ett kemiskt element i den 3:e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - en sidoundergrupp av den tredje gruppen, IIIB) av den sjätte perioden av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendelejev , med atomnummer 67.

Tillhör familjen Lanthanide .

Det enkla ämnet holmium  är en seg silvervit sällsynt jordartsmetall .

Historik

År 1879 upptäckte den schweiziske kemisten och fysikern Jacques-Louis Soret ett nytt grundämne i "erbiumjorden" med hjälp av spektralanalys [3] .

Namnets ursprung

Grundämnets namn gavs av den svenske kemisten P. T. Klöve för att hedra Stockholm (dess gamla latinska namn Holmia ) [4] [5] [5] [6] , eftersom mineralet från vilket Klöve själv isolerade oxiden av det nya grundämne 1879 Sveriges huvudstad .

Att vara i naturen

Halten av holmium i jordskorpan är 1,3⋅10 −4  viktprocent, i havsvatten 2,2⋅10 −7  %. Tillsammans med andra sällsynta jordartsmetaller finns det i mineralerna monazit , bastenesite , euxenite , apatit och gadolinite .

Bland rymdobjekt kännetecknas Przybylskis stjärna av ett anomalt högt innehåll av holmium .

Insättningar

Holmium är en del av lantaniderna som ofta finns i Kina , USA , Kazakstan , Ryssland , Ukraina , Sri Lanka , Australien , Brasilien , Indien , Skandinavien . Holmiumreserver uppskattas till 400 000 ton [7] .

Holmium är en sällsynt metall [8] och det 56:e vanligaste grundämnet i jordskorpan. Det finns nästan inte i jordens atmosfär. Den utgör 500 delar per biljon av universum i massa. [tjugo]

Priser

Priserna för holmiumoxid med en renhet på 99-99,99% uppgick 2006 till cirka 120-191 dollar per 1 kg. År 2009 uppgick priset på holmium till cirka 1 tusen US-dollar per 1 kg [9] .

Fysiska egenskaper

Den fullständiga elektroniska konfigurationen av holmiumatomen är: 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

Holmium är en relativt mjuk, formbar och formbar sällsynt jordartsmetall med en silvervit färg . Inte radioaktivt . Det är en paramagnet .

Finns i mineraler som monazit och gadolinit , och utvinns vanligtvis från monazit med jonbytesteknik . Holmium har den högsta magnetiska permeabiliteten av något element och används därför för polerna för de starkaste statiska magneterna.

Kemiska egenskaper

Oxiderar långsamt i luft och bildar Ho 2 O 3 . Reagerar med syror (förutom HF) och bildar Ho 3+ salter . Reagerar vid upphettning med klor , brom , kväve och väte . Fluorbeständig . _

Isotoper

Den enda stabila isotopen av holmium är 165 Ho. Den längsta livslängda radioisotopen är 163 Ho, med en halveringstid på 4570 år.

Får

Erhålls genom reduktion av holmiumfluorid HoF 3 med kalcium .

Applikation

Holmium är ett monoisotopiskt grundämne (holmium-165).

Erhålla superstarka magnetfält: holmium med ultrahög renhet används för att göra polstycken av supraledande magneter för att erhålla superstarka magnetfält. I detta avseende spelar holmiumerbiumlegeringen en viktig roll .

Isotoper: Den radioaktiva isotopen av holmium, holmium-166 , används i analytisk kemi som ett radioaktivt spårämne .

Metallurgi : genom att tillsätta holmium till aluminiumlegeringar reduceras gasinnehållet i dem kraftigt.

Lasermaterial : holmiumjoner används för att generera laserstrålning i det infraröda området av spektrumet, våglängden är 2,05 mikron.

Termoelektriska material : Den termoelektriska effekten hos holmiummonotellurid är 40 µV/K.

Kärnkraft : holmiumborat används i kärnkraftsteknik.

Teknologier : holmiumatom - den första atomen på vilken information registrerades, som, när den lästes, kunde dekrypteras på fyra sätt (00, 01, 10, 11)

(Det vill säga, 2 holmiumatomer belägna i närheten, Ho(A) respektive Ho(B) skulle vid läsning kunna representera 4 alternativ för spinnfluktuationer: A↑B↑, A↑B↓, A↓B↑, A↓ B↓. )

IBM Research fann en användning för holmiumatomen på följande sätt: holmiumatomen är monterad på ett magnesiumoxidsubstrat. I det här fallet förvärvar holmium egenskaperna hos magnetisk bistabilitet, det vill säga det har två stabila magnetiska tillstånd med olika snurr.

Forskarna använde ett scanning tunneling microscope (STM) och applicerade en spänning på 150 mV vid 10 µA till atomen. Ett så stort inflöde av elektroner får holmiumatomen att ändra sitt magnetiska spinntillstånd. Eftersom vart och ett av de två tillstånden har olika ledningsprofiler kan STM-spetsen bestämma vilken av dem atomen befinner sig i. Detta görs genom att lägga på en lägre spänning (75 mV) och mäta resistansen.

För att säkerställa att holmiumatomen ändrade sitt magnetiska tillstånd och detta inte var en bieffekt av STM, placerade forskarna en järnatom i närheten, som reagerar på magnetiska vibrationer. Detta gjorde det möjligt att bekräfta att det under experimentet var möjligt att bevara atomens magnetiska tillstånd under lång tid [10] .

Således blev denna atom den första, på vilken information skrevs i 1 bit [11] [12] [13] [14] .

Biologisk roll

Holmium spelar ingen biologisk roll i människokroppen, men dess salter kan stimulera ämnesomsättningen [15] . Människor konsumerar vanligtvis cirka ett milligram holmium per år. Växter tar knappt upp holmium från jorden. Vid mätning av innehållet av holmium i vissa grönsaker mättes att dess innehåll var 1/10 10 delar [16] .

Stora mängder holmiumsalter kan orsaka allvarliga skador vid inandning, förtäring eller injicering. De biologiska effekterna av holmium under lång tid är inte kända. Holmium har en låg nivå av akut toxicitet [17] .

Anteckningar

  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. Grundämnenas atomvikter 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , nr. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
  2. ↑ Chemical Encyclopedia: i 5 volymer / Redaktion: Knunyants I. L. (chefredaktör). - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - S. 590. - 623 sid. — 100 000 exemplar.
  3. ↑ Gorbov A.I. Golmiy // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
  4. ↑ Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2015). "Återupptäckt av elementen: The Rare Earths – The Confusing Years" (PDF) . Hexagon : 72-77. Arkiverad (PDF) från originalet 2021-10-11 . Hämtad 30 december 2019 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  5. ↑ 12 Holmium . _ Royal Society of Chemistry (2020). Hämtad 4 januari 2020. Arkiverad från originalet 18 januari 2022.
  6. ↑ Stwertka, Albert. En guide till elementen . — 2:a. - Oxford University Press, 1998. - S.  161 . — ISBN 0-19-508083-1 .
  7. ↑ John Emsley. Naturens byggstenar: en A-Ö-guide till elementen . - USA: Oxford University Press, 2001. - S. 181-182. — ISBN 0-19-850341-5 . Arkiverad 19 juni 2021 på Wayback Machine
  8. ↑ Emsley, John. Naturens byggstenar . — Oxford University Press, 2011.
  9. ↑ James B. Hedrick . Rare-earth Metals , USGS. Arkiverad från originalet den 10 januari 2011. Hämtad 6 juni 2009.
  10. ↑ Vladimir Korolev. Den magnetiska registreringen av information har nått sin ultimata täthet . nplus1.ru. Hämtad 10 mars 2017. Arkiverad från originalet 12 mars 2017.
  11. ↑ Fysiker från Delfts tekniska universitet har skapat ett atomär datalager  (ryska) . Arkiverad från originalet den 12 mars 2017. Hämtad 10 mars 2017.
  12. ↑ F.E. Kalff, M.P. Rebergen, E. Fahrenfort, J. Girovsky, R. Toskovic. Ett kilobyte omskrivbart atomminne  //  Nature Nanotechnology. — 2016-11-01. — Vol. 11 , iss. 11 . — S. 926–929 . — ISSN 1748-3387 . - doi : 10.1038/nnano.2016.131 .
  13. ↑ "Ingen annanstans": IBM-forskare sparade information i atomen - PCNEWS.RU . pcnews.ru. Hämtad 10 mars 2017. Arkiverad från originalet 12 mars 2017.
  14. ↑ IBM-forskare uppnår genombrott för lagringsminne  . www-03.ibm.com (17 maj 2016). Hämtad 10 mars 2017. Arkiverad från originalet 12 mars 2017.
  15. ↑ C. R. Hammond. Elementen, i Handbook of Chemistry and Physics. — 81:a. - CRC press, 2000. - ISBN 0-8493-0481-4 .
  16. ↑ Emsley, John. Naturens byggstenar . — 2011.
  17. ↑ "Holmium" Arkiverad 15 april 2011 på Wayback Machine i periodiska systemet v2.5 . Universitetet i Coimbra, Portugal

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Holmiumföreningar _
 Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev
  ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton
ett H   han
2 Li Vara   B C N O F Ne
3 Na mg   Al Si P S Cl Ar
fyra K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Som Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr Obs Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I sn Sb Te jag Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm sm Eu Gd Tb Dy Ho Eh Tm Yb Lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po På Rn
7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Am centimeter bk jfr Es fm md Nej lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller
lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser
 Elektrokemisk aktivitet serie av metaller

Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu ,
Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 ,
W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au