Holm (pierwiastek)

Holm (Ho, łac. holmium) – pierwiastek chemiczny z grupy lantanowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od zlatynizowanej nazwy stolicy Szwecji – Sztokholmu (Holmia), nadał ją jeden z odkrywców holmu – szwedzki uczony Per Teodor Cleve. Pierwiastek ten został niezależnie odkryty przez Cleve’a i wspólnie przez Marca Delafontaine’a i Jacques’a Louisa Soreta w 1878 r. Cleve wyodrębnił ten pierwiastek pracując nad oczyszczaniem tlenku erbu, zaś Delafontaine i Soret wykryli go metodami spektroskopowymi.

Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: inne znaczenia symbolu Ho.

Holm

dysproz ← holm → erb
– ↑ Ho ↓ einstein 67 Ho
Wygląd
srebrzysty
Widmo emisyjne holmu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	holm, Ho, 67 (łac. holmium)
Grupa, okres, blok	–, 6, f
Stopień utlenienia	III
Właściwości metaliczne	lantanowiec
Właściwości tlenków	słabo zasadowe
Masa atomowa	164,93 ± 0,01[uwaga 1][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	8795 kg/m³
Temperatura topnienia	1472 °C[2]
Temperatura wrzenia	2700 °C[2]
Numer CAS	7440-60-0
PubChem	23988
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 177 pm 158 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]4f116s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 29, 8, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,23 1,10 Potencjały jonizacyjne I 580,7 kJ/mol II 11139 kJ/mol III 2204 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 251 kJ/mol Ciepło topnienia 17,2 kJ/mol Konduktywność 1,15×106 S/m Ciepło właściwe 160 J/(kg·K) Przewodność cieplna 14,3 W/(m·K) Układ krystalograficzny heksagonalny Twardość • w skali Mohsa 2,5 Właściwości magnetyczne masowa podatność magnetyczna = 5490×10−9 m³ kg−1 Objętość molowa 18,74×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 163Ho {syn.} 4570 lat w.e. 163Dy 165Ho 100% stabilny izotop z 98 neutronami 166Ho {syn.} 1,118 dnia β− 1,854 166Eb 166mHo {syn.} 1200 lat β− 166Eb
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-04] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Niebezpieczeństwo Zwroty H H228 Zwroty P P210 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[3] 0 0 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Otrzymywanie

Uzyskuje się go jako produkt uboczny podczas przerobu rud lantanowców, zwłaszcza monacytu i bastnazytu. Związki otrzymane z rudy rozdziela się i przeprowadza w halogenki^[4]. Metaliczny holm można otrzymać przez redukcję fluorku lub chlorku holmu aktywnym metalem, np. wapniem^[4][5]:

3Ca + 2HoF
3 → 2Ho + 3CaF
2

Właściwości

Jest srebrzystym, błyszczącym metalem. Jest dość miękki – podobnie jak ołów; można go rozklepywać lub rozwalcowywać na bardzo cienką blachę. W normalnych warunkach jest dość trwały, w wysokiej temperaturze i wilgotnym powietrzu pokrywa się jednak matową, żółtawą warstewką tlenku Ho
2O
3^[5][6].

Jest paramagnetykiem, jego masowa podatność magnetyczna wynosi 5490×10⁻⁹ m³ kg^−1[6].

Zastosowanie

Holm ma niewiele zastosowań praktycznych, wykazuje jednak interesujące właściwości magnetyczne^[5][6] i można go stosować w elektromagnesach nadprzewodzących^[6].

Historia

Odkrycie w połowie XIX wieku niektórych pierwiastków ziem rzadkich skłoniło chemików do korzystania z tych samych metod i pomysłów do poszukiwania dalszych przedstawicieli tej rodziny pierwiastków. Na przykład Carl Gustaf Mosander wykazał, że rzekomo czyste próbki tlenku ceru są w rzeczywistości zanieczyszczone tlenkiem nowego pierwiastka, lantanu. Stosując analogiczne rozumowanie, udowodnił, że tlenek itru można rozdzielić na tlenki dwóch nowych pierwiastków, erbu i terbu. Zrozumiałe więc, że Per Cleve zbadał raz jeszcze czyste próbki tlenków pierwiastków ziem rzadkich. Zostało to uwieńczone sukcesem w 1879 roku, gdy Cleve stosując ogłoszoną rok wcześniej procedurę Maignaca, wydzielił z próbki tlenku erbu tlenki iterbu i skandu. W wyniku analizy dalszej próbki, oprócz czystego różowego tlenku erbu, otrzymał osady: brunatny i zielonkawy, którym nadał nazwy odpowiednio holmia i thulia. Były to tlenki nowych pierwiastków: holmu i tulu. Jacques-Louis Soret i Marc Delafontaine przeprowadzili rok wcześniej spektroskopową analizę tlenku erbu i zaobserwowali pasma absorpcyjne pierwiastka X. Nie przedstawili jednak danych potwierdzających istnienie tego pierwiastka do chwili, gdy Cleve ogłosił odkrycie holmu, zawartego w jego tlenku. Chemicznie czysty tlenek holmu otrzymano dopiero w 1911 roku, a czysty holm – jeszcze później.

Izotopy

Lista izotopów holmu^[7]

Izotop	Występowanie naturalne	T1/2	Sposób rozpadu
140Ho		6 ms
140mHo		8 μs
141Ho		4,2 ms	β+
142Ho		0,4 s	w.e., β+
143Ho		>0,2 μs
144Ho		0,7 s	β+, w.e.
145Ho		2,4 s	β+
146Ho		3,3 s	β+, w.e.
147Ho		3,3 s	β+, w.e.
148mHo		9 s	β+, w.e.
148Ho		9 s	β+, w.e.
149mHo		21 s	β+, w.e.
149Ho		>30 s	β+, w.e.
150mHo		25 s	β+, w.e.
150Ho		1,3 min	β+, w.e.
151mHo		47 s	β+, w.e.
151Ho		35,2 s	β+, w.e.
152mHo		50 s	β+, w.e.
152Ho		2,4 min	β+, w.e., α
153mHo		9,3 min	β+, w.e., α
153Ho		2 min	β+, w.e., α
154mHo		3,3 min	β+, w.e.
154Ho		12 min	β+, w.e.
155Ho		48 min	β+, w.e.
156mHo		5,8 min	p.i.[mini 1], β+, w.e.
156Ho		56 min	β+, w.e.
157Ho		12,6 min	β+, w.e.
158m2Ho		28 min	p.i., w.e.
158m1Ho		21 min	β+, w.e.
158Ho		11,3 min	β+, w.e.
159mHo		8,3 s	p.i.
159Ho		33 min	w.e.
160m2Ho		3 s
160mHo		5,0 h	p.i., w.e.
160Ho		25,6 min	β+, w.e.
161mHo		6,8 s	p.i.
161Ho		2,48 h	w.e.
162mHo		1,12 h	p.i., w.e.
162Ho		15 min	β+, w.e.
163mHo		1,1 s	p.i.
163Ho		4570 lat	w.e.
164mHo		38 min	w.e., p.i.
164Ho		29 min	w.e., β-
165Ho	100%	stabilny	–
166mHo		1200 lat	β-
166Ho		26,83 h	β-
167Ho		3,1 h	β-
168mHo		2,2 min	p.i.
168Ho		3 min	β-
169Ho		4,7 min	β-
170mHo		43 s	β-
170mHo		43 min	β-
170Ho		2,8 min	β-
171Ho		53 s	β-
172Ho		25 s	β-
173Ho
174Ho
175Ho

1. Przemiana izomeryczna.

Występowanie

Holm występuje w skorupie ziemskiej w ilości 1,3 ppm^[8]. Minerałami zawierającymi holm są monacyt, gadolinit, ksenotym, euksenit, fergusonit i bastnazyt. Występuje w nich w niewielkich ilościach, np. w monacycie jest go 0,05%^[4].

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 164,930329 ± 0,000005. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

1. ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
2. David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-17, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
3. Holmium (nr 457957) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
4. PradyotP. Patnaik PradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 338–339, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).
5. David L. Heiserman: Księga pierwiastków chemicznych 1992, ISBN 83-7180-123-8, Strony 278–281.
6. PerP. Enghag PerP., Encyclopedia of the Elements, Wiley, 2004, s. 414–417, ISBN 978-3-527-61233-8.
7. CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 11-138–11-141, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
8. PerP. Enghag PerP., Encyclopedia of the Elements, Wiley, 2004, s. 17, ISBN 978-3-527-61233-8.

Kontrola autorytatywna (pierwiastek chemiczny):

• LCCN: sh85061510
• GND: 4160461-1
• J9U: 987007562963005171

Encyklopedie internetowe:

• Britannica: science/holmium
• Treccani: olmio
• Universalis: holmium
• SNL: holmium
• DSDE: holmium