Holmium

Holmium (chemická značka Ho, latinsky Holmium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, 11. člen skupiny lanthanoidů. Nachází využití při výrobě silných permanentních magnetů, speciálních slitin pro jadernou energetiku a laserů.

Holmium
[Xe] 4f11 6s2   Ho 67
↓ Periodická tabulka ↓
Velmi čisté holmium, 17 g, 1,5 x 2,5 cm
Obecné
Název, značka, číslo	Holmium, Ho, 67
Cizojazyčné názvy	lat. Holmium
Skupina, perioda, blok	6. perioda, blok f
Chemická skupina	Lanthanoidy
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-60-0
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	164,93032(2)
Atomový poloměr	1,75 Å (175 pm)
Elektronová konfigurace	[Xe] 4f11 6s2
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	1,23
Ionizační energie
První	581,0 kJ/mol
Druhá	1140 kJ/mol
Třetí	2204 kJ/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	8,79 g/cm3; Hustota při teplotě tání: 8,34 g/cm3
Skupenství	Pevné
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	1461 °C (1 734,15 K)
Teplota varu	2720 °C (2 993,15 K)
Skupenské teplo tání	17,0 kJ/mol
Skupenské teplo varu	265 kJ/mol
Molární tepelná kapacita	27,15 J.mol−1.K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Bezpečnost
GHS02 Varování
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P {{{izotopy}}}
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Dysprosium ≺ Ho ≻ Erbium ⋎ Es

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Holmium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je holmium méně reaktivní než předchozí prvky ze skupiny lanthanoidů. Na suchém vzduchu je prakticky stálé, ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách za vývoje vodíku.

Ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Ho³⁺. Soli Ho³⁺ vykazují vlastnosti podobné sloučeninám ostatních lanthanoidů a hliníku. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Holmité soli mají obvykle žlutou nebo narůžovělou barvu.

Holmium objevili roku 1878 současně Marc Delafontaine, Jacques Louis Soret a Per Teodor Cleve jako nečistotu ve zkoumaném oxidu erbitém. Jméno získal prvek po starém latinském názvu města Stockholmu.

Výskyt a výroba

Holmium je v zemské kůře obsaženo v koncentraci přibližně 1,2 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom holmia na 500 miliard atomů vodíku.

V přírodě se holmium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce,La,Th,Nd,Y)PO₄ a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů, dále bastnäsity (Ce,La,Y)CO₃F – směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál euxenit (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Při průmyslové výrobě prvků vzácných zemin se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí redukcí oxidu holmitého Ho₂O₃ elementárním vápníkem.

Ho₂O₃ + 3 Ca → 2 Ho + 3 CaO

Použití a sloučeniny

Podobně jako gadolinium vykazuje holmium vysoký účinný průřez pro záchyt tepelných neutronů a jeho slitiny jsou materiálem pro výrobu moderátorových tyčí v jaderných reaktorech. Zasunutím těchto tyčí do nitra reaktoru dojde k poklesu neutronového toku a tím zpomalení štěpné reakce.

Holmium je součástí velmi silných umělých magnetů a zařízení pro fokusaci magnetických polí.

Holmium se uplatňuje při výrobě laserů na bázi granátů yttria a železa nebo fluoridů yttria a lanthanu. Lasery uvedených typů slouží pro vyzařování elektromagnetického záření v infračervené oblasti spektra.

Sloučeniny holmia se ve sklářském průmyslu užívají pro barvení skloviny do žluta.

Odkazy

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• Greenwood N.N., Earnshaw A.: Chemie prvků II. 1. vyd. 1993. ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu holmium na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo holmium ve Wikislovníku

Autoritní data	GND: 4160461-1 LCCN: sh85061510 NLI: 987007562963005171

Portály: Chemie