Holmium

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. oktober 2021; checks kræver 11 redigeringer .
Holmium
←  Dysprosium | Erbium  →
67 Ho
↓
Es		 Periodisk system af grundstoffer67 Ho
Udseende af et simpelt stof
Holmium prøve
Atom egenskaber
Navn, symbol, nummer Holmium (Ho), 67
Gruppe , punktum , blok 3 (forældet 3), 6,
f-element
Atommasse
( molær masse )		 164.93032(2) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration [Xe] 6s 2 4f 11
Atomradius 179 kl
Kemiske egenskaber
kovalent radius 158  kl
Ion radius (+3e) 89.4  kl
Elektronegativitet 1,23 (Pauling-skala)
Elektrodepotentiale Ho←Ho 3+ -2,33 V
Oxidationstilstande +3
Ioniseringsenergi
(første elektron)		 574,0 (5,95)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiske egenskaber af et simpelt stof
Tæthed ( i.a. ) 8,795 g/cm³
Smeltetemperatur 1747K (+1474°C)
Kogetemperatur 2968K (+2695°C)
Oud. fordampningsvarme 301 kJ/mol
Molær varmekapacitet 27,15 [2]  J/(K mol)
Molært volumen 18,7  cm³ / mol
Krystalgitteret af et simpelt stof
Gitterstruktur Sekskantet
Gitterparametre a=3,577 c=5,616  Å
c / a -forhold 1.570
Andre egenskaber
Varmeledningsevne (300 K) (16,2) W/(m K)
CAS nummer 7440-60-0
67 Holmium
Ho164,9303
4f 11 6s 2

Holmium  ( kemisk symbol - Ho , fra lat.  Holmium ) er et kemisk grundstof af den 3. gruppe (ifølge den forældede klassificering - en sideundergruppe af den tredje gruppe, IIIB) i den sjette periode af det periodiske system af kemiske grundstoffer af D. I. Mendeleev , med atomnummer 67.

Tilhører Lanthanide- familien .

Det simple stof holmium  er et duktilt sølv-hvidt sjældent jordmetal .

Historie

I 1879 opdagede den schweiziske kemiker og fysiker Jacques-Louis Soret et nyt grundstof i "erbiumjorden" ved hjælp af spektralanalyse [3] .

Navnets oprindelse

Grundstoffets navn blev givet af den svenske kemiker P. T. Klöve til ære for Stockholm (dets gamle latinske navn Holmia ) [4] [5] [5] [6] , da det mineral, hvorfra Klöve selv isolerede oxidet af det nye grundstof i 1879 blev fundet nær Sveriges hovedstad .

At være i naturen

Indholdet af holmium i jordskorpen er 1,3⋅10 −4  vægtprocent, i havvand 2,2⋅10 −7  %. Sammen med andre sjældne jordarters grundstoffer findes det i mineralerne monazit , bastenesit , euxenit , apatit og gadolinit .

Blandt rumobjekter er Przybylskis stjerne kendetegnet ved et unormalt højt indhold af holmium .

Indskud

Holmium er en del af lanthaniderne , som ofte findes i Kina , USA , Kasakhstan , Rusland , Ukraine , Sri Lanka , Australien , Brasilien , Indien , Skandinavien . Holmium-reserverne anslås til 400.000 tons [7] .

Holmium er et sjældent metal [8] og det 56. mest almindelige grundstof i jordskorpen. Det er næsten ikke indeholdt i jordens atmosfære. Det udgør 500 dele pr. billion af universet efter masse. [tyve]

Priser

Priserne for holmiumoxid med en renhed på 99-99,99% i 2006 udgjorde omkring 120-191 dollars pr. 1 kg. I 2009 udgjorde prisen på holmium omkring 1 tusinde amerikanske dollars pr. 1 kg [9] .

Fysiske egenskaber

Den komplette elektroniske konfiguration af holmium atomet er: 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 er et relativt blødt, formbart og duktilt sjældent jordmetal med en sølvhvid farve . Ikke radioaktivt . Det er en paramagnet .

Findes i mineraler som monazit og gadolinit og udvindes normalt fra monazit ved hjælp af ionbytterteknikker . Holmium har den højeste magnetiske permeabilitet af ethvert grundstof og bruges derfor til polerne af de stærkeste statiske magneter.

Kemiske egenskaber

Oxiderer langsomt i luften og danner Ho 2 O 3 . Reagerer med syrer (undtagen HF) og danner Ho 3+ salte . Reagerer ved opvarmning med klor , brom , nitrogen og brint . Fluor resistent .

Isotoper

Den eneste stabile isotop af holmium er 165 Ho. Den længstlevende radioisotop er 163 Ho med en halveringstid på 4570 år.

Henter

Opnået ved reduktion af holmiumfluorid HoF 3 med calcium .

Ansøgning

Holmium er et monoisotopisk grundstof (holmium-165).

Opnåelse af superstærke magnetfelter: holmium med ultrahøj renhed bruges til at lave polstykker af superledende magneter for at opnå superstærke magnetfelter. I denne henseende spiller holmiumerbium - legeringen en vigtig rolle .

Isotoper: Den radioaktive isotop af holmium, holmium-166 , bruges i analytisk kemi som et radioaktivt sporstof .

Metallurgi : ved at tilføje holmium til aluminiumslegeringer reduceres gasindholdet i dem kraftigt.

Lasermaterialer : holmiumioner bruges til at generere laserstråling i det infrarøde område af spektret, bølgelængden er 2,05 mikron.

Termoelektriske materialer : Den termoelektriske effekt af holmiummonotellurid er 40 µV/K.

Atomkraft : holmiumborat bruges i atomteknik.

Teknologier : holmium atom - det første atom, hvorpå information blev registreret, som, når den blev læst, kunne dekrypteres på 4 måder (00, 01, 10, 11)

(Det vil sige, at 2 holmiumatomer placeret i nærheden af ​​henholdsvis Ho(A) og Ho(B) kunne ved læsning repræsentere 4 muligheder for spinudsving: A↑B↑, A↑B↓, A↓B↑, A↓ B↓.)

IBM Research fandt en anvendelse for holmiumatomet på følgende måde: holmiumatomet er monteret på et magnesiumoxidsubstrat. I dette tilfælde erhverver holmium egenskaberne ved magnetisk bistabilitet, det vil sige, at det har to stabile magnetiske tilstande med forskellige spins.

Forskerne brugte et scanning tunneling mikroskop (STM) og påførte atomet en spænding på 150 mV ved 10 µA. En så stor indstrømning af elektroner får holmiumatomet til at ændre sin magnetiske spintilstand. Da hver af de to tilstande har forskellige ledningsprofiler, er STM-spidsen i stand til at bestemme, hvilken af ​​dem atomet er i. Dette gøres ved at påføre en lavere spænding (75 mV) og måle modstanden.

For at sikre sig, at holmium-atomet ændrede sin magnetiske tilstand, og dette ikke var en bivirkning af STM, placerede forskerne et jernatom i nærheden, som reagerer på magnetiske vibrationer. Dette gjorde det muligt at bekræfte, at det under forsøget var muligt at bevare atomets magnetiske tilstand i lang tid [10] .

Således blev dette atom det første, hvorpå information blev skrevet i 1 bit [11] [12] [13] [14] .

Biologisk rolle

Holmium spiller ikke en biologisk rolle i menneskekroppen, men dets salte er i stand til at stimulere stofskiftet [15] . Mennesker indtager typisk omkring et milligram holmium om året. Planter optager næsten ikke holmium fra jorden. Ved måling af indholdet af holmium i nogle grøntsager blev det målt, at indholdet var 1/10 10 dele [16] .

Store mængder holmiumsalte kan forårsage alvorlige skader, hvis de indåndes, indtages eller injiceres. De biologiske effekter af holmium over en længere periode kendes ikke. Holmium har et lavt niveau af akut toksicitet [17] .

Noter

  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. Grundstoffernes atomvægte 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Bd. 85 , nr. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
  2. ↑ Chemical Encyclopedia: i 5 bind / Editorial: Knunyants I. L. (chefredaktør). - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - S. 590. - 623 s. — 100.000 eksemplarer.
  3. ↑ Gorbov A.I. Golmiy // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  4. ↑ Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2015). "Genopdagelse af elementerne: De sjældne jordarter – de forvirrende år" (PDF) . The Hexagon : 72-77. Arkiveret (PDF) fra originalen 2021-10-11 . Hentet 30. december 2019 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  5. ↑ 12 Holmium . _ Royal Society of Chemistry (2020). Hentet 4. januar 2020. Arkiveret fra originalen 18. januar 2022.
  6. ↑ Stwertka, Albert. En guide til elementerne . — 2. - Oxford University Press, 1998. - S.  161 . — ISBN 0-19-508083-1 .
  7. ↑ John Emsley. Naturens byggesten: en AZ-guide til elementerne . - USA: Oxford University Press, 2001. - S. 181-182. — ISBN 0-19-850341-5 . Arkiveret 19. juni 2021 på Wayback Machine
  8. ↑ Emsley, John. Naturens byggesten . — Oxford University Press, 2011.
  9. ↑ James B. Hedrick . Rare-Earth Metals , USGS. Arkiveret fra originalen den 10. januar 2011. Hentet 6. juni 2009.
  10. ↑ Vladimir Korolev. Den magnetiske registrering af information har nået sin ultimative tæthed . nplus1.ru. Hentet 10. marts 2017. Arkiveret fra originalen 12. marts 2017.
  11. ↑ Fysikere fra Delft University of Technology har skabt et atomare datavarehus  (russisk) . Arkiveret fra originalen den 12. marts 2017. Hentet 10. marts 2017.
  12. ↑ F.E. Kalff, M.P. Rebergen, E. Fahrenfort, J. Girovsky, R. Toskovic. En kilobyte omskrivbar atomhukommelse  //  Nature Nanotechnology. — 2016-11-01. — Bd. 11 , iss. 11 . — S. 926–929 . — ISSN 1748-3387 . - doi : 10.1038/nnano.2016.131 .
  13. ↑ "Nowhere else": IBM-forskere gemte information i atomet - PCNEWS.RU . pcnews.ru. Hentet 10. marts 2017. Arkiveret fra originalen 12. marts 2017.
  14. ↑ IBM Scientists opnår Storage Memory Breakthrough  . www-03.ibm.com (17. maj 2016). Hentet 10. marts 2017. Arkiveret fra originalen 12. marts 2017.
  15. ↑ C. R. Hammond. Elementerne, i håndbog i kemi og fysik. — 81. - CRC-presse, 2000. - ISBN 0-8493-0481-4 .
  16. ↑ Emsley, John. Naturens byggesten . – 2011.
  17. ↑ "Holmium" Arkiveret 15. april 2011 på Wayback Machine i det periodiske system v2.5 . Universitetet i Coimbra, Portugal

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Holmium forbindelser
 Periodisk system af kemiske elementer af D. I. Mendeleev
  en 2                             3 fire 5 6 7 otte 9 ti elleve 12 13 fjorten femten 16 17 atten
en H   Han
2 Li Være   B C N O F Ne
3 Na mg   Al Si P S Cl Ar
fire K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Som Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr NB Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I sn Sb Te jeg Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Om eftermiddagen sm Eu Gd Tb D y Ho Eh Tm Yb Lu hf Ta W Vedr Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po På Rn
7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Er cm bk jfr Es fm md ingen lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
alkalimetaller jordalkalimetaller Lanthanider Aktinider overgangsmetaller
letmetaller _ Halvmetaller ikke-metaller Halogener ædelgasser
 Elektrokemisk aktivitet serie af 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 , H2 ,
W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au _