www.wikidata.uk-ua.nina.az

Гольмій Ho хімічний елемент з атомним номером 67 проста речовина якого є рідкісноземельним металом належить до лантаноїд

Гольмій

Гольмій (Ho) — хімічний елемент з атомним номером 67, проста речовина якого є рідкісноземельним металом. Гольмій належить до лантаноїдів. Його густина 8780 кг/м³, температура плавлення 1460 °C. Він легко піддається механічній обробці, хімічно активний; при високих температурах взаємодіє з киснем, галогенами, на повітрі окиснюється. Вміст Гольмію в земній корі 1,3·10−7 % за масою. Рудні мінерали: монацит, ксенотим, евксеніт. Використовується в люмінофорах.

Гольмій (Ho)
Атомний номер 67
Зовнішній вигляд простої речовини Порівняно м'який,
ковкий , глянцюватий
сріблясто-білий метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса) 164,93032 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 179 пм
Енергія іонізації (перший електрон) 574,0(5,95) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Xe] 4f11 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 158 пм
Радіус іона (+3e) 89,4 пм
Електронегативність (за Полінгом) 1,23
Електродний потенціал Ho←Ho3+ -2,33В
Ступені окиснення +3
Термодинамічні властивості
Густина 8,795 г/см³
Молярна теплоємність 0,164 Дж/(К·моль)
Теплопровідність (16,2) Вт/(м·К)
Температура плавлення 1747 К
Теплота плавлення 15 кДж/моль
Температура кипіння 2968 К
Теплота випаровування 301 кДж/моль
Молярний об'єм 18,7 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки гексагональна
Період ґратки 3,580 Å
Відношення с/а 1,570
Температура Дебая 175 К
 Гольмій у Вікісховищі

Історія Редагувати

У 1878 році швейцарські хіміки Марк Делафонтен та Жак-Луї Соре відкрили цей елемент спектроскопічно та назвали його ›X‹. У 1879 незалежно від них Гольмій відкрив шведський хімік Пер Теодор Клеве і виділив його у вигляді жовтого оксиду із забрудненого ербію (оксиду ербію). Клеве використав розроблену іншим шведським хіміком Мосандером (Carl Gustaf Mosander) методику: спочатку відділив всі відомі речовини і отримав залишок який теж розділився на два. Перший коричневий — називає його Гольмія а другий зелений — Тулія.
Тільки у 1911 році вдалося іншому шведському хіміку Гольмбергу отримати чистий оксид гольмію. Металевий гольмій вперше отримали лише у 1940 році.

Етимологія Редагувати

Назва походить від латинізованої назви Стокгольма — лат. Holmia — Гольмія.

Властивості Редагувати

Фізичні Редагувати

Коефіцієнт теплового розширення (монокристала вздовж головної осі) — 13 ×10−6, у перпендикулярному напрямку — 5 ×10−6.

Гольмій — порівняно м'який і ковкий метал. Модуль всебічного стиску (ізотермічний) — 39,7 ГПа. Модуль Юнга — 67,17 ГПа. Границя міцності — 0,28 ГПа. Твердість за Віккерсом — 481 HV. Модуль зсуву — 26 ГПа.

Питомий опір монокристала вздовж головної осі — 61 ×10−8 Ом·м, у перпендикулярному напрямку — 102 ×10−8 Ом·м, у полікристала — 94 ×10−8 Ом·м. Температурний коефіцієнт електричного опору — 1,71 ×10−3 К−1.

За кімнатної температури — парамагнетик. при охолоджені до 132 К (точка Нееля) перетворюється на гелікоїдний антиферомагнетик, причому у цій фазі він має рекордне серед простих речовин магнітне поле насичення — 3,9 Тесла, а при подальшому охолоджені до 19,6 К (точка Кюрі)  — у гелікоїдний феромагнетик.

Гольмій у феромагнітному стані має найвищу серед простих речовин магнітну проникність.

За низьких температур, близьких до точки Кюрі, у гольмії утворюються складні магнітні структури типу сліп-спін (спінове проковзування). За температур 21 К, 42 К і 98 К у голімії фіксуються магнітні аномалії.

Магнітна сприйнятливість гольмію — 0,86 у одиницях SI.

Переріз поглинання теплових нейтронів — 65 барн. Магнітний момент ядра — 3,31 ядерних магнетонів, атома — 10,34 магнетонів, що є одним з найвищих значень серед елементів.

Алотропи Редагувати

Відомі дві алотропні модифікації гольмію.

α-гольмій має гексагональну щільноупаковану ґратку з параметрами a=3,578 Å, c=5,618 Å.

β-гольмій існує у вузькому температурному діапазоні між 1700 К і 1740 К (температура плавлення). Він має об'ємноцентровану кубічну ґратку з параметром a=3,96 Å.

Хімічні Редагувати

У сполуках гольмій має ступінь окиснення +3, рідше +2.

Гольмій повільно, а при високій температурі активно реагує з киснем повітря з утворенням гольмій (ІІІ) оксиду:

Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду:

Гольмій реагує з галогенами:

Ho реагує з розбавленою сульфатною кислотою з утворенням Ho(III) іону який забарвлює розчин у жовтий колір (існує як [Ho(OH2)9]3+ аквакомплекс)

Ізотопи Редагувати

Весь природній гольмій складається лише з одного ізотопу, Ho165.

Штучно було отримано ще 54 ізотопів гольмію з масовими числами від 140 до 172, 23 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають Ho163 (4570 років) і Ho166m (1200 років).

Отримання Редагувати

Як і інші лантаноїди, гольмій переважно добувається з монацитових пісків. Типова частка гольмію в них — 0,05 %.

Після дещо складного процесу відділення від попутних елементів, переводять оксид гольмію за допомогою HF у фторид. Після чого відновлюють кальцієм до металу. Решту кальцію із сплаву відганяють плавкою у вакуумі.

Щороку видобувають близько 10 тонн гольмію. Основними постачальниками металу є Китай, США, Бразилія, Індія, Шрі-Ланка і Австралія.

Застосування Редагувати

Використання гольмію стримується його рідкістю, через що він замінюється іншими лантаноїдами, де це можливо.

Завдяки своїм незвичайним магнітним властивостям, гольмій використовується для виготовлення концентраторів магнітного потоку для сильних полів, наприклад, для магнітно-резонансної томографії.

Ітриєво-алюмінієві гранати, доповані гольмієм (Ho:YAG), є робочим тілом для гольмієвих твердотільних лазерів. Такі лазери мають дуже вузьку лінію випромінювання, а також працюють у безпечному для очей діапазоні (близько 2 мікрометрів — ближнє інфрачервоне випромінювання), тому використовуються для хірургічної ендоскопії. Також, оскільки випромінювання таких лазерів порівняно слабко поглинається в атмосфері, в авіації з їх допомогою фіксуються атмосферні вихори по курсу прямування літаків та біля аеропортів.

Оксид гольмію використовується як колорант для фіаніту і скла. Він забарвлює їх в червоний або жовтий колір.

Довгоживучий метастабільний ізотоп 166mHo використовується для калібрування гамма-спектрометрів.

Гольмій є непоганим поглиначем нейтронів, тому використовується у керувальних стрижнях ядерних реакторів.

Примітки Редагувати

  1. ↑ Poole, 2004, с. 582.
  2. Field enhancement of a 12.5-T magnet using holmium poles [ 22 липня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
  3. Magnetic and magnetothermal properties, and the magnetic phase diagram of single-crystal holmium along the easy magnetization direction [ 14 березня 2022 у Wayback Machine.](англ.)
  4. Electrical and Magnetic Properties of Holmium Single Crystals [ 14 березня 2022 у Wayback Machine.](англ.)
  5. Poole, 2004, с. 581.
  6. Isotopes of the Element Holmium [ 18 січня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
  7. Holmium [ 13 червня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
  8. Holmium [ 13 серпня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
  9. Field enhancement in superconducting solenoids by holmium flux concentrators(англ.)
  10. ↑ Abramczyk, 2005, с. 72.
  11. Holmium laser prostate surgery [ 24 жовтня 2020 у Wayback Machine.](англ.)
  12. Holmium Oxide [ 3 січня 2022 у Wayback Machine.](англ.)
  13. About Holmium [ 9 серпня 2020 у Wayback Machine.](англ.)

Література Редагувати

Посилання Редагувати

Хімічні реакції гольмію на webelements.com [ 24 січня 2021 у Wayback Machine.](англ.)

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Golmij Ho himichnij element z atomnim nomerom 67 prosta rechovina yakogo ye ridkisnozemelnim metalom Golmij nalezhit do lantanoyidiv Jogo gustina 8780 kg m temperatura plavlennya 1460 C Vin legko piddayetsya mehanichnij obrobci himichno aktivnij pri visokih temperaturah vzayemodiye z kisnem galogenami na povitri okisnyuyetsya Vmist Golmiyu v zemnij kori 1 3 10 7 za masoyu Rudni minerali monacit ksenotim evksenit Vikoristovuyetsya v lyuminoforah Golmij Ho Atomnij nomer 67Zovnishnij viglyad prostoyi rechovini Porivnyano m yakij kovkij glyancyuvatij sriblyasto bilij metalVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 164 93032 a o m g mol Radius atoma 179 pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 574 0 5 95 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Xe 4f11 6s2Himichni vlastivostiKovalentnij radius 158 pmRadius iona 3e 89 4 pmElektronegativnist za Polingom 1 23Elektrodnij potencial Ho Ho3 2 33VStupeni okisnennya 3Termodinamichni vlastivostiGustina 8 795 g sm Molyarna teployemnist 0 164 Dzh K mol Teploprovidnist 16 2 Vt m K Temperatura plavlennya 1747 KTeplota plavlennya 15 1 kDzh molTemperatura kipinnya 2968 KTeplota viparovuvannya 301 kDzh molMolyarnij ob yem 18 7 sm molKristalichna gratkaStruktura gratki geksagonalnaPeriod gratki 3 580 AVidnoshennya s a 1 570Temperatura Debaya 175 1 KH HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Golmij u Vikishovishi Zmist 1 Istoriya 2 Etimologiya 3 Vlastivosti 3 1 Fizichni 3 2 Alotropi 3 3 Himichni 4 Izotopi 5 Otrimannya 6 Zastosuvannya 7 Primitki 8 Literatura 9 PosilannyaIstoriya RedaguvatiU 1878 roci shvejcarski himiki Mark Delafonten ta Zhak Luyi Sore vidkrili cej element spektroskopichno ta nazvali jogo X U 1879 nezalezhno vid nih Golmij vidkriv shvedskij himik Per Teodor Kleve i vidiliv jogo u viglyadi zhovtogo oksidu iz zabrudnenogo erbiyu oksidu erbiyu Kleve vikoristav rozroblenu inshim shvedskim himikom Mosanderom Carl Gustaf Mosander metodiku spochatku viddiliv vsi vidomi rechovini i otrimav zalishok yakij tezh rozdilivsya na dva Pershij korichnevij nazivaye jogo Golmiya a drugij zelenij Tuliya Tilki u 1911 roci vdalosya inshomu shvedskomu himiku Golmbergu otrimati chistij oksid golmiyu Metalevij golmij vpershe otrimali lishe u 1940 roci Etimologiya RedaguvatiNazva pohodit vid latinizovanoyi nazvi Stokgolma lat Holmia Golmiya Vlastivosti RedaguvatiFizichni Redaguvati Koeficiyent teplovogo rozshirennya monokristala vzdovzh golovnoyi osi 13 10 6 u perpendikulyarnomu napryamku 5 10 6 1 Golmij porivnyano m yakij i kovkij metal Modul vsebichnogo stisku izotermichnij 39 7 GPa Modul Yunga 67 17 GPa Granicya micnosti 0 28 GPa Tverdist za Vikkersom 481 HV Modul zsuvu 26 GPa 1 Pitomij opir monokristala vzdovzh golovnoyi osi 61 10 8 Om m u perpendikulyarnomu napryamku 102 10 8 Om m u polikristala 94 10 8 Om m Temperaturnij koeficiyent elektrichnogo oporu 1 71 10 3 K 1 1 Za kimnatnoyi temperaturi paramagnetik pri oholodzheni do 132 K tochka Neelya peretvoryuyetsya na gelikoyidnij antiferomagnetik prichomu u cij fazi vin maye rekordne sered prostih rechovin magnitne pole nasichennya 3 9 Tesla 2 a pri podalshomu oholodzheni do 19 6 K tochka Kyuri u gelikoyidnij feromagnetik 1 Golmij u feromagnitnomu stani maye najvishu sered prostih rechovin magnitnu proniknist Za nizkih temperatur blizkih do tochki Kyuri u golmiyi utvoryuyutsya skladni magnitni strukturi tipu slip spin spinove prokovzuvannya Za temperatur 21 K 42 K i 98 K u golimiyi fiksuyutsya magnitni anomaliyi 3 Magnitna sprijnyatlivist golmiyu 0 86 u odinicyah SI 1 Pereriz poglinannya teplovih nejtroniv 65 barn 1 Magnitnij moment yadra 3 31 yadernih magnetoniv atoma 10 34 magnetoniv sho ye odnim z najvishih znachen sered elementiv 4 Alotropi Redaguvati Vidomi dvi alotropni modifikaciyi golmiyu 5 a golmij maye geksagonalnu shilnoupakovanu gratku z parametrami a 3 578 A c 5 618 A b golmij isnuye u vuzkomu temperaturnomu diapazoni mizh 1700 K i 1740 K temperatura plavlennya Vin maye ob yemnocentrovanu kubichnu gratku z parametrom a 3 96 A Himichni Redaguvati U spolukah golmij maye stupin okisnennya 3 ridshe 2 Golmij povilno a pri visokij temperaturi aktivno reaguye z kisnem povitrya z utvorennyam golmij III oksidu 4 Ho 3 O2 2 Ho2O3Povilno reaguye z vodoyu odnak reakciya prishvidshuyetsya pri nagrivanni z utvorennyam gidroksidu 2 Ho 6 H2O 2 Ho OH 3 3 H2Golmij reaguye z galogenami 2 Ho 3 F2 2 HoF3 sil rozhevogo koloru 2 Ho 3 Cl2 2 HoCl3 sil zhovtogo koloru 2 Ho 3 Br2 2 HoBr3 sil zhovtogo koloru 2 Ho 3 I2 2 HoI3 sil zhovtogo koloru Ho reaguye z rozbavlenoyu sulfatnoyu kislotoyu z utvorennyam Ho III ionu yakij zabarvlyuye rozchin u zhovtij kolir isnuye yak Ho OH2 9 3 akvakompleks 2 Ho 3 H2SO4 2 Ho3 3 SO2 4 3 H2 Izotopi RedaguvatiVes prirodnij golmij skladayetsya lishe z odnogo izotopu Ho165 Shtuchno bulo otrimano she 54 izotopiv golmiyu z masovimi chislami vid 140 do 172 23 z yakih metastabilni Z nestabilnih izotopiv najbilshi periodi napivrozpadu mayut Ho163 4570 rokiv i Ho166m 1200 rokiv 6 Otrimannya RedaguvatiYak i inshi lantanoyidi golmij perevazhno dobuvayetsya z monacitovih piskiv Tipova chastka golmiyu v nih 0 05 7 Pislya desho skladnogo procesu viddilennya vid poputnih elementiv perevodyat oksid golmiyu za dopomogoyu HF u ftorid Pislya chogo vidnovlyuyut kalciyem do metalu Reshtu kalciyu iz splavu vidganyayut plavkoyu u vakuumi Shoroku vidobuvayut blizko 10 tonn golmiyu Osnovnimi postachalnikami metalu ye Kitaj SShA Braziliya Indiya Shri Lanka i Avstraliya 8 Zastosuvannya RedaguvatiVikoristannya golmiyu strimuyetsya jogo ridkistyu cherez sho vin zaminyuyetsya inshimi lantanoyidami de ce mozhlivo Zavdyaki svoyim nezvichajnim magnitnim vlastivostyam golmij vikoristovuyetsya dlya vigotovlennya koncentratoriv magnitnogo potoku dlya silnih poliv napriklad dlya magnitno rezonansnoyi tomografiyi 9 Itriyevo alyuminiyevi granati dopovani golmiyem Ho YAG ye robochim tilom dlya golmiyevih tverdotilnih lazeriv Taki lazeri mayut duzhe vuzku liniyu viprominyuvannya a takozh pracyuyut u bezpechnomu dlya ochej diapazoni blizko 2 mikrometriv blizhnye infrachervone viprominyuvannya tomu vikoristovuyutsya dlya hirurgichnoyi endoskopiyi 10 11 Takozh oskilki viprominyuvannya takih lazeriv porivnyano slabko poglinayetsya v atmosferi v aviaciyi z yih dopomogoyu fiksuyutsya atmosferni vihori po kursu pryamuvannya litakiv ta bilya aeroportiv 10 Oksid golmiyu vikoristovuyetsya yak kolorant dlya fianitu i skla Vin zabarvlyuye yih v chervonij abo zhovtij kolir 12 Dovgozhivuchij metastabilnij izotop 166mHo vikoristovuyetsya dlya kalibruvannya gamma spektrometriv 13 Golmij ye nepoganim poglinachem nejtroniv tomu vikoristovuyetsya u keruvalnih strizhnyah yadernih reaktoriv Primitki Redaguvati a b v g d e zh i Poole 2004 s 582 Field enhancement of a 12 5 T magnet using holmium poles Arhivovano 22 lipnya 2020 u Wayback Machine angl Magnetic and magnetothermal properties and the magnetic phase diagram of single crystal holmium along the easy magnetization direction Arhivovano 14 bereznya 2022 u Wayback Machine angl Electrical and Magnetic Properties of Holmium Single Crystals Arhivovano 14 bereznya 2022 u Wayback Machine angl Poole 2004 s 581 Isotopes of the Element Holmium Arhivovano 18 sichnya 2021 u Wayback Machine angl Holmium Arhivovano 13 chervnya 2020 u Wayback Machine angl Holmium Arhivovano 13 serpnya 2020 u Wayback Machine angl Field enhancement in superconducting solenoids by holmium flux concentrators angl a b Abramczyk 2005 s 72 Holmium laser prostate surgery Arhivovano 24 zhovtnya 2020 u Wayback Machine angl Holmium Oxide Arhivovano 3 sichnya 2022 u Wayback Machine angl About Holmium Arhivovano 9 serpnya 2020 u Wayback Machine angl Literatura RedaguvatiGlosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Encyclopedic Dictionary of Condensed Matter Physics Charles P Poole Jr 1 San Diego Academic Press 2004 1672 s ISBN 9780080545233 Introduction to Laser Spectroscopy Halina Abramczyk 1 Amsterdam Elsevier 2005 384 s ISBN 9780080455259 Posilannya RedaguvatiHimichni reakciyi golmiyu na webelements com Arhivovano 24 sichnya 2021 u Wayback Machine angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Golmij amp oldid 38505265