هولميوم

(تم التحويل من الهولميوم)
هولميوم, 67Ho
هولميوم
المظهرأبيض فضي
الوزن الذري العياري Ar°(Ho)
هولميوم في الجدول الدوري
Hydrogen (reactive nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (reactive nonmetal)
Nitrogen (reactive nonmetal)
Oxygen (reactive nonmetal)
Fluorine (reactive nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (reactive nonmetal)
Sulfur (reactive nonmetal)
Chlorine (reactive nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (post-transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (reactive nonmetal)
Bromine (reactive nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (post-transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (reactive nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (post-transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (post-transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (unknown chemical properties)
Moscovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
 –
↑
Ho
↓
Es
ديسپروسيوم ← هولميوم → إربيوم
الرقم الذري (Z)67
المجموعةn/a
الدورةperiod 6
المستوى الفرعي  f-block
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f11 6s2
الإلكترونات بالغلاف2, 8, 18, 29, 8, 2
الخصائص الطبيعية
الطور at د.ح.ض.قsolid
نقطة الانصهار1734 K ​(1461 °س، ​2662 °F)
نقطة الغليان2873 K ​(2600 °س، ​4712 °ف)
الكثافة حين يكون سائلاً (عند ن.إ.)8.34 ج/سم³
حرارة الانصهار17.0 kJ/mol
حرارة التبخر251 kJ/mol
السعة الحرارية المولية27.15 J/(mol·K)
ضغط البخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1432 1584 (1775) (2040) (2410) (2964)
الخصائص الذرية
الكهرسلبيةمقياس پاولنگ: 1.23
طاقات التأين
  • الأول: 581.0 kJ/mol
  • الثاني: 1140 kJ/mol
  • الثالث: 2204 kJ/mol
نصف القطر الذريempirical: 176 pm
نصف قطر التكافؤ192±7 pm
Color lines in a spectral range
الخطوط الطيفية
خصائص أخرى
البنية البلورية ​التعبئة المتراصة لكرات متساوية
سرعة الصوت قضيب رفيع2760 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع16.2 W/(m·K)
التمدد الحراريpoly: 11.2 µm/(m⋅K) (عند درجة حرارة الغرفة)
المقاومة الكهربائيةpoly: 814 nΩ⋅m (عند درجة حرارة الغرفة)
الترتيب المغناطيسيمغناطيسي مساير
معامل يونگ64.8 GPa
معامل القص26.3 GPa
معاير الحجم40.2 GPa
نسبة پواسون0.231
صلادة ڤيكرز410–600 MPa
صلادة برينل500–1250 MPa
رقم كاس7440-60-0
التاريخ
التسميةمن هولميا، الاسم اللاتيني لمدينة ستوكهولم، مسقط رأس مكتشف العنصر.
الاكتشافپير تيودور كليڤه، جاك-لوي سوريه ومارك دلافونتين (1878)
أول عزلهاينريش بومر (1939)
نظائر الهولميوم v • [{{fullurl:Template:{{{template}}}|action=edit}} e] 
قالب:جدول نظائر هولميوم غير موجود
 التصنيف: هولميوم
| المراجع

الهولميوم (Holmium)، هو عنصر كيميائي رمزه Ho ورقمه الذري 67. وهو أحد العناصر الأرضية النادرة والعضو رقم 11 من سلسلة اللانثانيدات. هو فلز لين نسبياً، فضي اللون، مقاوم للتآكل وقابل للطرق. ومثل العديد من اللانثانيدات الأخرى، فإن الهولميوم شديد التفاعل لدرجة لا تسمح بوجوده في صورته الطبيعية، إذ يُكوّن الهولميوم النقي طبقة أكسيد صفراء اللون ببطء عند تعرضه للهواء. وعند عزله، يكون الهولميوم مستقراً نسبياً في الهواء الجاف عند درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، يتفاعل مع الماء ويتآكل بسهولة، كما يحترق في الهواء عند تسخينه. يتواجد الهولميوم في الطبيعة مع الفلزات الأرضية النادرة الأخرى (مثل الثوليوم). وهو عنصر لانثانيدي نادر نسبياً، إذ يشكل 1.4 جزء في المليون من القشرة الأرضية، وهي نسبة مشابهة للتنگستن. اكتُشف الهولميوم عن طريق عزله على يد الكيميائي السويدي پير تيودور كليڤه. كما اكتُشف بشكل مستقل من قبل جاك-لوي سوريه ومارك دلافونتين، اللذين رصداه معاً باستخدام التحليل الطيفي عام 1878. وقد عُزل أكسيده لأول مرة من الخامات الأرضية النادرة على يد كليڤه عام 1878. اسم العنصر مشتق من كلمة هولميا، وهو الاسم اللاتيني لمدينة ستوكهولم.[2][3][4]

كغيره من اللانثانيدات، يوجد الهولميوم في معدني المونازيت والگادولينيت، ويُستخلص تجارياً من المونازيت باستخدام تقنيات التبادل الأيوني. تكون مركباته في الطبيعة وفي معظم تفاعلاته الكيميائية المعملية ثلاثية التكافؤ، وتحتوي على أيونات Ho(III). تتمتع أيونات الهولميوم ثلاثية التكافؤ بخصائص فلورية مشابهة للعديد من أيونات العناصر الأرضية النادرة الأخرى (مع إنتاجها مجموعة فريدة من خطوط طيف الانبعاث)، ولذلك تُستخدم بنفس طريقة بعض العناصر الأرضية النادرة الأخرى في تطبيقات معينة مثل الليزر وتلوين الزجاج.

يتميز الهولميوم بأعلى نفاذية مغناطيسية وتشبع مغناطيسي بين جميع العناصر، ولذلك يُستخدم في صناعة أقطاب أقوى المغناطيسات الثابتة. ونظراً لقدرته العالية على امتصاص النيوترونات، كما يُستخدم كمادة ماصة قابلة للاستهلاك في المفاعلات النووية.


الخصائص

الهولميوم هو العنصر الحادي عشر في سلسلة اللانثانيدات. ويظهر في الدورة 6 من الجدول الدوري، بين لانثانيد الديسپروسيوم على يساره والإربيوم على يمينه، وأعلى أكتينيد الأينشتاينيوم.

الخصائص الفيزيائية

يبلغ متوسط ​​درجة غليان الهولميوم 3.000 كلڤن (2.727°س؛ 4.940°ف)، مما يجعله سادس أكثر اللانثانيدات تطايراً بعد الإتربيوم، الأوروپيوم، السماريوم، الثوليوم، والديسپروسيوم. عند درجة الحرارة والضغط القياسيين، يتخذ الهولميوم، كغيره من النصف الثاني من سلسلة اللانثانيدات، بنية بلورية مسدسة متراصة (hcp).[5] إلكتروناته الـ 67 موزعة في التوزيع [Xe] 4f11 6s2، بحيث يحتوي على ثلاثة عشر إلكترون تكافؤ تملأ المدارين الفرعيين 4f و6s.[6]

الهولميوم، مثل جميع اللانثانيدات، يكون مغناطيسياً مسايراً عند درجة الحرارة والضغط القياسيين.[7] ومع ذلك، يكون الهولميوم مغناطيسياً حديدياً عند درجات حرارة أقل من −254.2 °س (19 كلڤن).[8] يمتلك الهولميوم أعلى عزم مغناطيسي (10.6 μB) من بين جميع العناصر الموجودة في الطبيعة[9] ويمتلك خصائص مغناطيسية غير عادية أخرى. عند دمجه مع الإتريوم، فإنه يشكل مركبات شديدة المغناطيسية.[10]

الخصائص الكيميائية

يفقد فلز الهولميوم بريقه ببطء في الهواء، مكوناً طبقة أكسيد صفراء تشبه في مظهرها صدأ الحديد. ويحترق بسهولة مكوناً أكسيد الهولميوم الثلاثي:[11]

4 Ho + 3 O2 → 2 Ho2O3

وهو عنصر لين نسبياً وقابل للطرق ومقاوم إلى حد ما للتآكل ومستقر كيميائياً في الهواء الجاف عند درجة الحرارة والضغط القياسيين. ومع ذلك، في الهواء الرطب وفي درجات الحرارة المرتفعة، فإنه تأكسد بسرعة، مكوناً أكسيد مصفر.[12] في شكله النقي، يتمتع الهولميوم ببريق فلزي فضي لامع.

الهولميوم كهرإيجابي للغاية: على مقياس كهرسلبية پاولنگ، تبلغ كهرسلبيته 1.23.[13] وهو ثلاثي التكافؤ بشكل عام. يتفاعل ببطء مع الماء البارد وبسرعة مع الماء الساخن ليشكل هيدروكسيد الهولميوم الثلاثي:[14]

2 Ho (s) + 6 H2O (l) → 2 Ho(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

يتفاعل فلز الهولميوم مع جميع الهالوجينات المستقرة:[15]

2 Ho (s) + 3 F2 (g) → 2 HoF3 (s) [pink]
2 Ho (s) + 3 Cl2 (g) → 2 HoCl3 (s) [yellow]
2 Ho (s) + 3 Br2 (g) → 2 HoBr3 (s) [yellow]
2 Ho (s) + 3 I2 (g) → 2 HoI3 (s) [yellow]

يذوب الهولميوم بسهولة في حمض الكبريتيك المخفف لتكوين محاليل تحتوي على أيونات الهولميوم الثنائي الصفراء، والتي توجد على شكل معقدات [Ho(OH2)9]3+:[15]

2 Ho (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Ho3+ (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

حالات الأكسدة

كما هو الحال مع العديد من اللانثانيدات، يوجد الهولميوم عادةً في حالة الأكسدة +3، مكونًا مركبات مثل فلوريد الهولميوم الثلاثي (HoF3) وكلوريد الهولميوم الثلاثي (HoCl3). يتواجد الهولميوم في المحلول على شكل Ho3+ محاطاً بتسع جزيئات من الماء. يذوب الهولميوم في الأحماض.[9] ومع ذلك، عُثر على الهولميوم أيضاً في حالات الأكسدة +2 و+1 و0.[16][6]

النظائر

للمزيد من المعلومات: نظائر الهولميوم

يتكون الهولميوم الطبيعي من نظير أزلي، وهو الهولميوم-165. وهو مستقر رصدياً، على الرغم من أنه من الناحية النظرية يجب أن يخضع لاضمحلال ألفا إلى التربيوم-161 مع عمر نصفي طويل للغاية.[17]

تتراوح نظائر الهولميوم المعروفة من 140Ho إلى 175Ho. نمط الاضمحلال الأساسي قبل المستقر 165Ho، هو اضمحلال بيتا إلى نظائر الديسپروسيوم، والنمط الأساسي بعده هو اضمحلال بيتا إلى نظائر الإربيوم. من بين النظائر المشعة الـ 35 الاصطناعية، أكثر النظائر استقراراً هو الهولميوم-163 (163Ho)، بعمر نصفي يبلغ 4570 عاماً.[18] ثاني أكثر العناصر استقراراً هو الهولميوم 166 (166Ho) الذي يبلغ عمره النصفي 26.812 ساعة، والبعض الآخر عمره النصفي أقل من 4 ساعات.

يتمتع المصاوغ شبه المستقر 166m1Ho بعمر نصفي طويل بشكل غير عادي يبلغ 1133 عاماً. مع طاقة إثارة منخفضة جداً، لا يضمحل إلى الحالة الأرضية لكنه يخضع لاضمحلال بيتا مباشرةً، ويمتلك طيفاً غنياً بشكل خاص من آشعة گاما، مما يجعل هذا النظير مفيداً كوسيلة لمعايرة مطياف آشعة گاما.[19]

خضع الهولميوم-166 للدراسة (في حالته الأرضية) من أجل التطبيقات الطبية.[20][21]

المركبات

الأكاسيد والكالكوجينات

Ho2O3، يسار: الضوء الطبيعي، يمين: تحت ضوء مصباح فلوري ذي مهبط بارد.

أكسيد الهولميوم الثلاثي هو الأكسيد الوحيد للهولميوم. يتغير لونه تبعاً لظروف الإضاءة. في ضوء النهار، يكون لونه أصفر باهت. أما تحت الضوء ثلاثي الألوان، فيظهر بلون برتقالي محمر، يكاد يكون من المستحيل تمييزه عن لون أكسيد الإربيوم في نفس ظروف الإضاءة.[22] يرتبط تغير اللون بخطوط الانبعاث الحادة لأيونات الهولميوم ثلاثية التكافؤ التي تعمل كفسفور أحمر.[23] يظهر أكسيد الهولميوم الثلاثي باللون الوردي تحت مصباح فلوري ذي مهبط بارد.

ومن المعروف أن هناك كالكوجينات أخرى تحتوي على الهولميوم. يحتوي كبريتيد الهولميوم الثلاثي على بلورات برتقالية صفراء في النظام البلوري أحادي الميل،[24] مع الزمرة الفراغية P21/m (No. 11).[25] تحت الضغط المرتفع، قد يتشكل كبريتيد الهولميوم الثلاثي في الأنظمة البلورية المكعبة والمعينة القائمة.[26] يمكن الحصول عليه عن طريق تفاعل أكسيد الهولميوم الثلاثي مع كبريتيد الهيدروجين عند درجة حرارة 1.325°س (1.598 كلڤن).[27] يُعرف أيضاً باسم سيلينيد الهولميوم الثلاثي. وهو مضاد للمغناطيسية الحديدية عند درجات حرارة أقل من 6 كلڤن.[28]

الهاليدات

جميع هاليدات الهولميوم الثلاثية الأربعة معروفة. فلوريد الهولميوم الثلاثي هو مسحوق أصفر اللون يمكن إنتاجه عن طريق تفاعل أكسيد الهولميوم الثلاثي مع فلوريد الأمونيوم، ثم بلورته من ملح الأمونيوم المتكون في المحلول.[29]

يمكن تحضير كلوريد الهولميوم الثلاثي بطريقة مماثلة، باستخدام كلوريد الأمونيوم بدلاً من فلوريد الأمونيوم.[30] يتميز ببنية طبقة YCl3 في الحالة الصلبة.[31] يمكن الحصول على هذه المركبات، بالإضافة إلى بروميد الهولميوم الثلاثي ويوديد الهولميوم الثلاثي، عن طريق التفاعل المباشر للعناصر:[15]

2 Ho + 3 X2 → 2 HoX3

بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على يوديد الهولميوم الثلاثي عن طريق التفاعل المباشر للهولميوم ويوديد الزئبق الثنائي، ثم إزالة الزئبق عن طريق التقطير.[32]

مركبات الهولميوم العضوية

انظر أيضاً: كيمياء اللانثانيدات العضوية

تتشابه مركبات الهولميوم العضوي إلى حد كبير مع مركبات اللانثانيدات الأخرى، حيث تشترك جميعها في عدم القدرة على الخضوع لرابطة-π. وبالتالي فهي تقتصر في الغالب على الپنتادينيدات الحلقية الأيونية في الغالب (متناظرة البنية مع تلك الموجودة في اللانثانوم) والألكيلات والأريلات البسيطة الخاضعة لرابطة-σ البسيطة، وبعضها قد يكون پوليمرياً.[33]

التاريخ

أُكتشف الهولميوم ("Holmia"، الاسم اللاتيني لمدينة ستوكهولم) من قبل الكيميائيين السويسريين جاك-لوي سوريه ومارك دلافونتين عام 1878، حيث لاحظا الطيف الضوئي الشاذ للعنصر المجهول آنذاك (أطلقوا عليه اسم "العنصر X").[34][35]

كما اكتشف الكيميائي السويدي پر تيودور كلڤه العنصر بشكل مستقل أثناء عمله على الإربيا (أكسيد الإربيوم). وكان أول من عزل الأكسيد غير النقي للعنصر الجديد.[3][2][36] باستخدام الطريقة التي طورها الكيميائي السويدي كارل گوستاف موساندر، قام كلڤه أولاً بإزالة جميع الملوثات المعروفة من الإربيا. وكانت نتيجة هذا الجهد مادتين جديدتين، واحدة بنية والأخرى خضراء. أطلق على المادة البنية اسم هولميا (الاسم اللاتيني لستوكهولم، مسقط رأس كلڤه ) والمادة الخضراء ثوليا. أُكتشف الهولميا لاحقاً على أنه أكسيد الهولميوم، والثوليا هو أكسيد الثوليوم.[37] لم يُعزل الأكسيد النقي إلى عام 1911 والفلز عام 1939 بواسطة هاينريش بومر.[38]:959[39]

في بحث الفيزيائي الإنگليزي هنري موسلي عن الرقم الذري، حُددت القيمة 66 للهولميوم. وكان مستحضر الهولميوم الذي أُعطي له للتحقيق فيه غير نقي، ويهيمن عليه الديسپروسيوم المجاور. كان من الممكن أن يرى خطوط انبعاث الأشعة السينية لكلا العنصرين، لكنه افترض أن العناصر السائدة تنتمي إلى الهولميوم، بدلاً من شوائب الديسپروسيوم.[40]

التواجد والإنتاج

عينة من الگادولينيت.

كغيره من العناصر الأرضية النادرة، لا يتواجد الهولميوم في الطبيعة كعنصر حر. بل يتواجد متحداً مع عناصر أخرى مثل الگادولينيت، المونازيت، وغيرها من المعادن الأرضية النادرة. ولم يُكتشف حتى الآن أي معدن غني بالهولميوم. وتتركز مناطق التعدين الرئيسية في الصين، الولايات المتحدة، البرازيل، الهند، سريلانكا، وأستراليا، حيث تُقدر احتياطيات الهولميوم بنحو 400.000 طن.[37] يبلغ الإنتاج السنوي من فلز الهولميوم حوالي 10 أطنان سنويأً.[41]

يشكل الهولميوم 1.3 جزء في المليون في القشرة الأرضية من حيث الكتلة.[42] يشكل الهولميوم جزءاً واحداً في المليون من التربة، و400 جزء لكل كوادريليون من مياه البحر، ولا يشكل تقريباً أي جزء من الغلاف الجوي للأرض، وهو أمر نادر جداً بالنسبة لللانثانيدات.[37] وهو يشكل 500 جزء في التريليون من كتلة الكون.[43]

يوضح الجدول التالي الإنتاج العالمي للهولميوم حسب البلد، للفترة 2024-2025، بحسب المسح الجيولوجي الأمريكي ووكالة الطاقة الدولية[44]:

الإنتاج العالمي للهولميوم (بالطن)
الترتيب البلد 2024 2025 ملاحظات
1 الصين 240.000 270.000 تسيطر على 91% إلى 94% من تكرير وفصل الهولميوم النقي عالمياً؛ بفضل محطات الاستخلاص بالمذيبات.[45]
2 الولايات المتحدة 45.000 51.000 تنتج الخام من منجم ماونتن پاس، وبدأت تشغيل محطات تكرير لتقليل الاعتماد على الصين.
3 أستراليا 13.000 29.000 ضاعفت إنتاجها في 2025 عبر شركة ليناس التي تعد المورد الأكبر خارج الصين.
4 ميانمار 31.000 22.000 تراجعت في 2025 لأسباب تنظيمية، لكنها تظل حاسمة لأن خاماتها غنية جداً بالهولميوم الثقيل.
5 تايلند 13.000 13.000 شهدت قفزة إنتاجية هائلة بدأت منذ أواخر 2023 ومستمرة حتى الآن.
6 نيجريا 13.000 13.000 دخلت القائمة كمنتج أفريقي رئيسي جديد للخامات الحاملة للعناصر النادرة.
7 الهند 2.900 3.000 إنتاج محدود تجارياً وموجه غالباً للصناعات المحلية.
8 روسيا 2.600 2.600 إنتاجها مستقر لكنه معزول دولياً ويستخدم محلياً في التقنيات العسكرية.
9 بلدان أخرى 6.500 6.400 تشمل منتجين صغار مثل ڤيتنام، مدغشقر، كندا، وغيرها.
إجمالي العالم 367.000 410.000 يُستخلص من هذا الإجمالي الضخم التقريبي نحو 10 أطنان فقط من الهولميوم النقي لشدة ندرته الكيميائية.

يُستخلص الهولميوم تجارياً عن طريق التبادل الأيوني من رمال المونازيت (0.05% هولميوم)، لكنه لا يزال من الصعب فصله عن العناصر الأرضية النادرة الأخرى. وقد عُزل هذا العنصر من خلال اختزال كلوريده أو فلوريده اللامائي مع الكالسيوم الفلزي.[24] وتقدر وفرته في القشرة الأرضية بنحو 1.3 ملجم/كجم. يتبع الهولميوم قاعدة أودو-هاركينز: باعتباره عنصراً فردياً، فهو أقل وفرة من كل من الديسپروسيوم والإربيوم. ومع ذلك، فهو الأكثر وفرة من اللانثانيدات الثقيلة ذات الأرقام الفردية. من اللانثانيدات، فقط الپرومثيوم، الثوليوم، اللوتتيوم والتربيوم هي الأقل وفرة على الأرض. المصدر الرئيسي الحالي هو بعض طين الامتزاز الأيوني في جنوب الصين. تحتوي بعض هذه العناصر على تركيبة أرضية نادرة مشابهة لتلك الموجودة في الزينوتيم أو الگادولينيت. يشكل الإتريوم حوالي ثلثي إجمالي الكتلة؛ الهولميوم حوالي 1.5%.[46] يُعتبر الهولميوم فلزاً رخيصاً نسبياً مقارنة بغيره من الفلزات الأرضية النادرة، حيث يبلغ سعره حوالي 1.000 دولار/كجم.[47]

التطبيقات

محلول من أكسيد الهولميوم بنسبة 4% في حمض الپركلوريك بنسبة 10%، منصهر بشكل دائم في كويب معملي من الكوارتز كمعيار معايرة بصرية.

تتميز الزجاجات المحتوية على أكسيد الهولميوم ومحاليل أكسيد الهولميوم (عادةً في حمض الپركلوريك) بذروة امتصاص بصري حادة في النطاق الطيفي 200-900 نانومتر. ولذلك، تُستخدم كمعيار معايرة لأجهزة قياس الطيف البصري أحادية اللون.[48][49][50] يستخدم عنصر 166m1Ho المشع، لكن طويل العمر، في معايرة أجهزة قياس طيف أشعة گاما.[51]

يستخدم الهولميوم لإنشاء أقوى المجالات المغناطيسية المولدة اصطناعياً، عند وضعه داخل مغناطيسات عالية القوة كقطعة قطب مغناطيسي (تسمى أيضاً مركز التدفق المغناطيسي).[52] يستخدم الهولميوم أيضاً في صناعة بعض المغناطيسات الدائمة.

يمكن أن يعمل الهولميوم كمحسِّس في فلوريد الصوديوم والإتريوم، مستفيداً من امتصاصه في نطاق NIR-II. يسمح الهولميوم للمواد النانوية اللانثانيدية بضبط انبعاثها واستثارتها في نطاق NIR-II. عند الإثارة بطول موجي 1.143 نانومتر، يسمح انتقال الطاقة بين الأسطح إلى اللانثانيدات الأخرى بانزياح نحو الأحمر في الانبعاث، مما يُفيد التطبيقات الحيوية.[53] يسمح هذا باختراق أعمق من الليزر المستخدم عادةً بطول موجي 980 نانومتر و808 نانومتر.

يُستخدم كل من گارنت الحديد الإتريوم المُطعَّم بالهولميوم Ho-YIG وفلوريد اللثيوم الإتريوم في ليزرات الحالة الصلبة، بينما يُستخدم Ho-YIG في العوازل البصرية ومعدات الميكروويڤ (مثل كرات YIG). وتُصدر ليزرات الهولميوم إشعاعاً بطول موجي 2.1 ميكرومتر.[54] تُستخدم في التطبيقات الطبية، وطب الأسنان، والألياف البصرية.[10] كما تُستخدم في استئصال الپروستاتا.[55]

بما أن الهولميوم يمكنه امتصاص النيوترونات الناتجة عن الانشطار النووي، فإنه يستخدم كسم قابل للاحتراق لتنظيم المفاعلات النووية.[37] يُستخدم كملون للزركونيا المكعبة، مما يعطي لوناً وردياً،[56] وبالنسبة للزجاج، فإنه يعطي لوناً أصفر برتقالي.[57] في مارس 2017، أعلنت آي بي إم أنها طورت تقنية لتخزين بت واحد من البيانات على مجموعة ذرات هولميوم واحدة على طبقة من أكسيد المغنيسيوم.[58] مع توفر تقنيات التحكم الكمومية والكلاسيكية الكافية، قد يكون الهولميوم مرشحاً جيداً لصنع الحواسب الكمومية.[59]

يُستخدم الهولميوم في المجال الطبي، وخاصة في جراحة الليزر لإجراءات مثل إزالة حصى الكلى وعلاج الپروستاتا، وذلك لدقته وقلة الضرر الذي يلحقه بالأنسجة.[60][61] يُستخدم النظير الهولميوم-166 في العلاجات الموجهة للسرطان، وخاصة سرطان الكبد،[62] كما أنه يعزز التصوير بالرنين المغناطيسي كعامل تباين.[63]

الدور الحيوي والمحاذير

لا يلعب الهولميوم أي دور حيوي في جسم الإنسان، لكن أملاحه قادرة على تحفيز الأيض.[24] يستهلك البشر عادةً حوالي مليجرام من الهولميوم سنوياً. لا تمتص النباتات الهولميوم من التربة بسهولة. تم قياس محتوى بعض الخضروات من الهولميوم، وبلغ 100 جزء في التريليون.[64] يُعدّ الهولميوم وأملاحه الذائبة سامة بشكل طفيف عند ابتلاعها، بينما تُعتبر أملاح الهولميوم غير الذائبة غير سامة. ويُشكّل الهولميوم الفلزي في صورة غبار خطراً للحريق والانفجار.[65][66][67] يمكن أن تسبب الكميات الكبيرة من أملاح الهولميوم أضراراً جسيمة إذا تم استنشاقها، أو تناولها عن طريق الفم، أو الحقن. التأثيرات الحيوية للهولميوم طويلة المدى غير معروفة. يحتوي الهولميوم على مستوى منخفض من السمية الحادة.[68]

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ أ ب Arblaster, John W. (2018). Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements. Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
  2. ^ أ ب Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2015). "Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Confusing Years" (PDF). The Hexagon: 72–77. Retrieved 30 December 2019.
  3. ^ أ ب "Holmium". Royal Society of Chemistry. 2020. Retrieved 4 January 2020.
  4. ^ Stwertka, Albert (1998). A guide to the elements (2nd ed.). p. 161.
  5. ^ Strandburg, D. L.; Legvold, S.; Spedding, F. H. (1962-09-15). "Electrical and Magnetic Properties of Holmium Single Crystals". Physical Review. 127 (6): 2046–2051. Bibcode:1962PhRv..127.2046S. doi:10.1103/PhysRev.127.2046. OSTI 4773351.
  6. ^ أ ب "Holmium (Ho) - Periodic Table". www.periodictable.one (in الإنجليزية). Retrieved 2024-06-02.
  7. ^ Cullity, B. D.; Graham, C. D. (2005). Introduction to Magnetic Materials. p. 172.
  8. ^ Jiles, David (1998). Introduction to magnetism and magnetic materials. p. 228.
  9. ^ أ ب Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks. p. 226.
  10. ^ أ ب C. K. Gupta; Nagaiyar Krishnamurthy (2004). Extractive metallurgy of rare earths. CRC Press. p. 30. ISBN 0-415-33340-7.
  11. ^ Wahyudi, Tatang (2015). "Reviewing the properties of rare earth element-bearing minerals, rare-earth elements and cerium oxide compound". Indonesian Mining Journal (in الإنجليزية). 18 (2): 92–108. doi:10.30556/imj.Vol18.No2.2015.293 (inactive 12 July 2025). ISSN 2527-8797.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of يوليو 2025 (link)
  12. ^ Phillips, W. L. (1964-08-01). "Oxidation of several lanthanide elements". Journal of the Less Common Metals (in الإنجليزية). 7 (2): 139–143. doi:10.1016/0022-5088(64)90056-6. ISSN 0022-5088.
  13. ^ Winter, Mark J. "Holmium - 67Ho: electronegativity". WebElements. University of Sheffield. Retrieved 4 August 2023.
  14. ^ An, Tao; Dou, Chunyue; Ju, Jinning; Wei, Wenlong; Ji, Quanzeng (2019-06-01). "Microstructure, morphology, wettability and mechanical properties of Ho2O3 films prepared by glancing angle deposition". Vacuum (in الإنجليزية). 164: 405–410. Bibcode:2019Vacuu.164..405A. doi:10.1016/j.vacuum.2019.03.057. ISSN 0042-207X. S2CID 133466738.
  15. ^ أ ب ت "Chemical reactions of Holmium". Webelements. Retrieved 2009-06-06.
  16. ^ "Periodic Table of Elements: Los Alamos National Laboratory". periodic.lanl.gov. Retrieved 2024-06-02.
  17. ^ Belli, P.; Bernabei, R.; Danevich, F. A.; et al. (2019). "Experimental searches for rare alpha and beta decays". European Physical Journal A. 55 (8): 140–1–140–7. arXiv:1908.11458. Bibcode:2019EPJA...55..140B. doi:10.1140/epja/i2019-12823-2. ISSN 1434-601X. S2CID 201664098.
  18. ^ Naumann, R. A.; Michel, M. C.; Power, J. L. (September 1960). "Preparation of long-lived holmium-163". Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry (in الإنجليزية). 15 (1–2): 195–196. doi:10.1016/0022-1902(60)80035-8. OSTI 4120223.
  19. ^ Oliveira, Bernardes, Estela Maria de (2001-01-01). "Holmium-166m: multi-gamma standard to determine the activity of radionuclides in semiconductor detectors" (in Portuguese).{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: unrecognized language (link)
  20. ^ Suzuki, Yuka S (1998). "Biodistribution and kinetics of holmium-166-chitosan complex (DW-166HC) in rats and mice" (PDF). Journal of Nuclear Medicine. 39 (12): 2161–2166. PMID 9867162.
  21. ^ Klaassen, Nienke J. M.; Arntz, Mark J.; Gil Arranja, Alexandra; Roosen, Joey; Nijsen, J. Frank W. (2019-08-05). "The various therapeutic applications of the medical isotope holmium-166: a narrative review". EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry. 4 (1): 19. doi:10.1186/s41181-019-0066-3. ISSN 2365-421X. PMC 6682843. PMID 31659560.
  22. ^ Ganjali, Mohammad Reza; Gupta, Vinod Kumar; Faridbod, Farnoush; Norouzi, Parviz (2016-02-25). Lanthanides Series Determination by Various Analytical Methods. p. 27.
  23. ^ Su, Yiguo; Li, Guangshe; Chen, Xiaobo; Liu, Junjie; Li, Liping (2008). "Hydrothermal Synthesis of GdVO4:Ho3+ Nanorods with a Novel White-light Emission". Chemistry Letters. 37 (7): 762–763. doi:10.1246/cl.2008.762.
  24. ^ أ ب ت C. R. Hammond (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics (81st ed.). CRC press. ISBN 0-8493-0481-4.
  25. ^ "Ho2S3: crystal structure, physical properties". Non-Tetrahedrally Bonded Binary Compounds II. Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter. Vol. 41D. Springer. 2000. pp. 1–3. doi:10.1007/10681735_623. ISBN 3-540-64966-2. Archived from the original on 2018-09-01. Retrieved 2021-06-22.
  26. ^ Tonkov, E. Yu (1998). Compounds and Alloys Under High Pressure A Handbook. p. 272.
  27. ^ G. Meyer; Lester R. Morss, eds. (1991). Synthesis of Lanthanide and Actinide Compounds. p. 329.
  28. ^ Bespyatov, M. A.; Musikhin, A. E.; Naumov, V. N.; Zelenina, L. N.; Chusova, T. P.; Nikolaev, R. E.; Naumov, N. G. (2018-03-01). "Low-temperature thermodynamic properties of holmium selenide (2:3)". The Journal of Chemical Thermodynamics (in الإنجليزية). 118: 21–25. Bibcode:2018JChTh.118...21B. doi:10.1016/j.jct.2017.10.013. ISSN 0021-9614.
  29. ^ Riedel, moderne anorganische Chemie. Erwin Riedel, Christoph Janiak, Hans-Jürgen Meyer. De Gruyter. 2012.{{cite book}}: CS1 maint: others (link)
  30. ^ "Holmium chloride | 10138-62-2". ChemicalBook (in الإنجليزية). Retrieved 2023-08-09.
  31. ^ Wells, A. F. Structural inorganic chemistry. p. 421.
  32. ^ Asprey, L. B.; Keenan, T. K.; Kruse, F. H. (1964). "Preparation and crystal data for lanthanide and actinide triiodides". Inorganic Chemistry. 3 (8): 1137–1141. doi:10.1021/ic50018a015.
  33. ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 1248 – 1249
  34. ^ Jacques-Louis Soret (1878). "Sur les spectres d'absorption ultra-violets des terres de la gadolinite". Comptes rendus de l'Académie des sciences. 87: 1062.
  35. ^ Jacques-Louis Soret (1879). "Sur le spectre des terres faisant partie du groupe de l'yttria". Comptes rendus de l'Académie des sciences. 89: 521.
  36. ^ Weeks, Mary Elvira (1956). The discovery of the elements. Journal of Chemical Education. p. 710.
  37. ^ أ ب ت ث Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks. p. 225.
  38. ^ Sicius, Hermann (2024). Handbook of the Chemical Elements (in الإنجليزية). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. doi:10.1007/978-3-662-68921-9. ISBN 978-3-662-68920-2.
  39. ^ Bommer, Heinrich (1939). "Kristallstruktur und magnetisches Verhalten des metallischen Holmiums". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (in الألمانية). 242 (3): 277–280. Bibcode:1939ZAACh.242..277B. doi:10.1002/zaac.19392420307.
  40. ^ Egdell, Russell G.; Bruton, Elizabeth (2020). "Henry Moseley, X-ray spectroscopy and the periodic table". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 378 (2180). doi:10.1002/chem.202004775. PMID 32811359.
  41. ^ "Ho - Holmium". MMTA. Retrieved 5 December 2022.
  42. ^ ABUNDANCE OF ELEMENTS IN THE EARTH'S CRUST AND IN THE SEA, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th edition (2016–2017), p. 14-17
  43. ^ Ltd, Mark Winter, University of Sheffield and WebElements. "WebElements Periodic Table » Periodicity » Abundance in the universe » periodicity". www.webelements.com. Archived from the original on 2017-09-29. Retrieved 27 March 2018.{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  44. ^ "Top 10 countries by rare earth elements production". developmentaid.org. 2026-05-26. Retrieved 2026-08-18.
  45. ^ "Global Critical Minerals Outlook 2026". وكالة الطاقة الدولية. Retrieved 2026-08-18.
  46. ^ Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. pp. 338–339. ISBN 0-07-049439-8. Archived from the original on 2023-06-14. Retrieved 2009-06-06.
  47. ^ James B. Hedrick. "Rare-Earth Metals" (PDF). USGS. Archived from the original (PDF) on 2011-01-10. Retrieved 2009-06-06.
  48. ^ Allen, David W. (2007). "Holmium oxide glass wavelength standards". Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 112 (6): 303–306. doi:10.6028/jres.112.024. ISSN 1044-677X. PMC 4655923. PMID 27110474.
  49. ^ Travis, John C.; Zwinkels, Joanne C.; Mercader, Flora; et al. (2002-06-05). "An International Evaluation of Holmium Oxide Solution Reference Materials for Wavelength Calibration in Molecular Absorption Spectrophotometry". Analytical Chemistry. 74 (14): 3408–3415. Bibcode:2002AnaCh..74.3408T. doi:10.1021/ac0255680. ISSN 0003-2700. PMID 12139047.
  50. ^ R. P. MacDonald (1964). "Uses for a Holmium Oxide Filter in Spectrophotometry" (PDF). Clinical Chemistry. 10 (12): 1117–20. doi:10.1093/clinchem/10.12.1117. PMID 14240747.
  51. ^ Ming-Chen Yuan; Jeng-Hung Lee & Wen-Song Hwang (2002). "The absolute counting of 166mHo, 58Co and 88Y". Applied Radiation and Isotopes. 56 (1–2): 429–434. Bibcode:2002AppRI..56..429Y. doi:10.1016/S0969-8043(01)00226-3. PMID 11839051.
  52. ^ R. W. Hoard; S. C. Mance; R. L. Leber; E. N. Dalder; M. R. Chaplin; K. Blair; et al. (1985). "Field enhancement of a 12.5-T magnet using holmium poles". IEEE Transactions on Magnetics. 21 (2): 448–450. Bibcode:1985ITM....21..448H. doi:10.1109/tmag.1985.1063692. S2CID 121828376.
  53. ^ Wang, Xusheng; Wu, Wenxiao; Yun, Baofeng; Huang, Liwen; Chen, Zi-Han; Ming, Jiang; Zhai, Fuheng; Zhang, Hongxin; Zhang, Fan (2025-01-15). "An Emerging Toolkit of Ho3+ Sensitized Lanthanide Nanocrystals with NIR-II Excitation and Emission for in Vivo Bioimaging". Journal of the American Chemical Society. 147 (2): 2182–2192. Bibcode:2025JAChS.147.2182W. doi:10.1021/jacs.4c16451. ISSN 0002-7863. PMID 39748521. {{cite journal}}: Check |pmid= value (help)
  54. ^ Wollin, T. A.; Denstedt, J. D. (Feb 1998). "The holmium laser in urology". Journal of Clinical Laser Medicine & Surgery. 16 (1): 13–20. doi:10.1089/clm.1998.16.13. PMID 9728125.
  55. ^ Gilling, Peter J.; Aho, Tevita F.; Frampton, Christopher M.; King, Colleen J.; Fraundorfer, Mark R. (2008-04-01). "Holmium Laser Enucleation of the Prostate: Results at 6 Years". European Urology (in الإنجليزية). 53 (4): 744–749. doi:10.1016/j.eururo.2007.04.052. ISSN 0302-2838. PMID 17475395.
  56. ^ Nassau, Kurt (Spring 1981). "Cubic zirconia: An Update" (PDF). Gems & Gemology. 1 (1): 9–19. Bibcode:1981GemG...17....9N. doi:10.5741/GEMS.17.1.9.
  57. ^ El-Batal, Hatem A.; Azooz, Moenis A.; Ezz-El-Din, Fathy M.; El-Alaily, Nagia A. (2004-12-20). "Interaction of Gamma Rays with Calcium Aluminoborate Glasses Containing Holmium or Erbium". Journal of the American Ceramic Society (in الإنجليزية). 84 (9): 2065–2072. doi:10.1111/j.1151-2916.2001.tb00959.x.
  58. ^ Coldeway, Devin (March 9, 2017). "Storing data in a single atom proved possible by IBM researchers". TechCrunch. Retrieved 2017-03-10.
  59. ^ Forrester, Patrick Robert; Patthey, François; Fernandes, Edgar; Sblendorio, Dante Phillipe; Brune, Harald; Natterer, Fabian Donat (2019-11-19). "Quantum state manipulation of single atom magnets using the hyperfine interaction". Physical Review B (in الإنجليزية). 100 (18) 180405. arXiv:1903.00242. Bibcode:2019PhRvB.100r0405F. doi:10.1103/PhysRevB.100.180405. ISSN 2469-9950.
  60. ^ Loewen, Eric. "Holmium: Properties and Applications". Stanford Advanced Materials. Retrieved Oct 23, 2024.
  61. ^ Younis, Zaid; Ayyed, Atheer (2024). "Influence of stone location on rate of stone clearance and complication for holmium laser lithotripsy". International Journal of Urology Research. 6 (1): 84–90. doi:10.33545/26646617.2024.v6.i1b.38.
  62. ^ Kuhnel, Christian; Kohler, Alexander (2024). "Clinical Results of Holmium-166 Radioembolization with Personalized Dosimetry for the Treatment of Hepatocellular Carcinoma". J. Pers. Med. 14 (7): 747. doi:10.3390/jpm14070747. PMC 11278198. PMID 39064001. {{cite journal}}: Check |pmc= value (help); Check |pmid= value (help)
  63. ^ Maat, Gerrit; Seevinck, Peter (2013). "MRI-based biodistribution assessment of holmium-166 poly(L-lactic acid) microspheres after radioembolisation". European Radiology. 23 (3): 827–835. doi:10.1007/s00330-012-2648-2. PMC 3563959. PMID 23014797.
  64. ^ Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks. p. 224.
  65. ^ Haley, T. J.; Koste, L.; Komesu, N.; Efros, M.; Upham, H. C. (1966). "Pharmacology and toxicology of dysprosium, holmium, and erbium chlorides". Toxicology and Applied Pharmacology. 8 (1): 37–43. Bibcode:1966ToxAP...8...37H. doi:10.1016/0041-008x(66)90098-6. PMID 5921895.
  66. ^ Haley, T. J. (1965). "Pharmacology and toxicology of the rare earth elements". Journal of Pharmaceutical Sciences. 54 (5): 663–70. Bibcode:1965JPhmS..54..663H. doi:10.1002/jps.2600540502. PMID 5321124.
  67. ^ Bruce, D. W.; Hietbrink, B. E.; Dubois, K. P. (1963). "The acute mammalian toxicity of rare earth nitrates and oxides". Toxicology and Applied Pharmacology. 5 (6): 750–9. Bibcode:1963ToxAP...5..750B. doi:10.1016/0041-008X(63)90067-X. PMID 14082480.
  68. ^ "Holmium: Biological Action". 2011-04-15. Archived from the original on 2011-04-15. Retrieved 2023-03-05.

المراجع

قراءات إضافية

  • R. J. Callow, The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium, and Uranium, Pergamon Press, 1967.

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=هولميوم&oldid=4358976"