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| Holmio | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Pronunciación | / H oʊ l m i ə m / ( HOHL -mee-əm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | blanco plateado | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atómico estándar A r, estándar (Ho) | 164,930 328 (7) [1] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Holmio en la tabla periódica | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Número atómico ( Z ) | 67 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo | n / A | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Período | período 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Cuadra | bloque f | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electronica | [ Xe ] 4f 11 6s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrones por capa | 2, 8, 18, 29, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase en STP | sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusion | 1734 K (1461 ° C, 2662 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 2873 K (2600 ° C, 4712 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad (cerca de rt ) | 8,79 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| cuando es líquido (a mp ) | 8,34 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de fusión | 17,0 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de vaporización | 251 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacidad calorífica molar | 27,15 J / (mol · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Presión de vapor
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| Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidación | 0, [2] +1, +2, +3 (un óxido básico ) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | Escala de Pauling: 1,23 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Energías de ionización |
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| Radio atómico | empírico: 176 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 192 ± 7 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Líneas espectrales de holmio | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Otras propiedades | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Ocurrencia natural | primordial | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | hexagonal compacta (hcp) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad de sonido varilla fina | 2760 m / s (a 20 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Expansión térmica | poli: 11,2 µm / (m · K) (a rt ) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 16,2 W / (m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistividad electrica | poli: 814 nΩ · m (a rt ) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Orden magnético | paramagnético | ||||||||||||||||||||||||||||||
| El módulo de Young | 64,8 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de corte | 26,3 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de volumen | 40,2 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Relación de Poisson | 0,231 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Vickers | 410–600 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Brinell | 500-1250 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Número CAS | 7440-60-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Historia | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Descubrimiento | Jacques-Louis Soret y Marc Delafontaine (1878) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Principales isótopos de holmio | |||||||||||||||||||||||||||||||
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Categoría: Holmio
El holmio es un elemento químico con el símbolo Ho y número atómico 67. Parte de la serie de los lantánidos , el holmio es un elemento de tierras raras .
El holmio fue descubierto a través del aislamiento por el químico sueco Per Theodor Cleve e independientemente por Jacques-Louis Soret y Marc Delafontaine, quienes lo observaron espectroscópicamente en 1878. Su óxido fue aislado por primera vez de minerales de tierras raras por Cleve en 1878. El nombre del elemento proviene de Holmia , el nombre latino de la ciudad de Estocolmo . [3] [4] [5]
El holmio elemental es un metal blanco plateado relativamente blando y maleable . Es demasiado reactivo para encontrarse sin combinar en la naturaleza, pero cuando está aislado, es relativamente estable en aire seco a temperatura ambiente. Sin embargo, reacciona con el agua y se corroe fácilmente y también se quema en el aire cuando se calienta.
El holmio se encuentra en los minerales monacita y gadolinita y generalmente se extrae comercialmente de la monacita mediante técnicas de intercambio iónico . Sus compuestos en la naturaleza y en casi toda la química de su laboratorio se oxidan de forma trivalente y contienen iones Ho (III). Los iones trivalentes de holmio tienen propiedades fluorescentes similares a muchos otros iones de tierras raras (mientras que producen su propio conjunto de líneas de luz de emisión únicas) y, por lo tanto, se usan de la misma manera que otras tierras raras en ciertas aplicaciones de láser y colorantes de vidrio.
El holmio tiene la permeabilidad magnética más alta de todos los elementos y, por lo tanto, se utiliza para las piezas polares de los imanes estáticos más fuertes . Debido a que el holmio absorbe fuertemente neutrones, también se usa como veneno quemable en reactores nucleares.
Características [ editar ]
Propiedades físicas [ editar ]
El holmio es un elemento relativamente blando y maleable que es bastante resistente a la corrosión y estable en aire seco a temperatura y presión estándar . En aire húmedo y a temperaturas más altas , sin embargo, se oxida rápidamente , formando un óxido amarillento. En forma pura, el holmio posee un brillo plateado brillante metálico.
El óxido de holmio tiene algunos cambios de color bastante dramáticos dependiendo de las condiciones de iluminación. A la luz del día, tiene un color amarillo bronceado. Bajo luz tricromática, es rojo anaranjado ardiente, casi indistinguible de la apariencia del óxido de erbio bajo las mismas condiciones de iluminación. El cambio de color percibido está relacionado con las bandas de absorción nítidas del holmio que interactúan con un subconjunto de las bandas de emisión nítidas de los iones trivalentes de europio y terbio, que actúan como fósforos. [6]
El holmio tiene el momento magnético más alto (10,6 µB) de cualquier elemento natural y posee otras propiedades magnéticas inusuales. Cuando se combina con itrio , forma compuestos altamente magnéticos . [7] El holmio es paramagnético en condiciones ambientales, pero es ferromagnético a temperaturas inferiores19 K . [8]
Propiedades químicas [ editar ]
El metal de holmio se empaña lentamente en el aire y se quema fácilmente para formar óxido de holmio (III) :
- 4 Ho + 3 O 2 → 2 Ho 2 O 3
El holmio es bastante electropositivo y generalmente es trivalente. Reacciona lentamente con agua fría y bastante rápido con agua caliente para formar hidróxido de holmio:
- 2 Ho (s) + 6 H 2 O (l) → 2 Ho (OH) 3 (aq) + 3 H 2 (g)
El holmio metálico reacciona con todos los halógenos:
- 2 Ho (s) + 3 F 2 (g) → 2 HoF 3 (s) [rosa]
- 2 Ho (s) + 3 Cl 2 (g) → 2 HoCl 3 (s) [amarillo]
- 2 Ho (s) + 3 Br 2 (g) → 2 HoBr 3 (s) [amarillo]
- 2 Ho (s) + 3 I 2 (g) → 2 HoI 3 (s) [amarillo]
El holmio se disuelve fácilmente en ácido sulfúrico diluido para formar soluciones que contienen los iones amarillos Ho (III), que existen como complejos [Ho (OH 2 ) 9 ] 3+ : [9]
- 2 Ho (s) + 3 H 2 SO 4 (aq) → 2 Ho 3+ (aq) + 3 SO2−
4(ac) + 3 H 2 (g)
El estado de oxidación más común del holmio es +3. El holmio en solución tiene la forma de Ho 3+ rodeado por nueve moléculas de agua. El holmio se disuelve en ácidos. [10]
Isótopos [ editar ]
El holmio natural contiene un isótopo estable , el holmio-165. Se conocen algunos isótopos radiactivos sintéticos; el más estable es el holmio-163, con una vida media de 4570 años. Todos los demás radioisótopos tienen vidas medias en el estado fundamental que no superan los 1,117 días y la mayoría tienen vidas medias inferiores a 3 horas. Sin embargo, el Ho metaestable de 166m1 tiene una vida media de alrededor de 1200 años debido a su alto giro . Este hecho, combinado con una alta energía de excitación que da como resultado un espectro particularmente rico de rayos gamma de desintegración producidos cuando el estado metaestable se desexcita, hace que este isótopo sea útil en experimentos de física nuclear como un medio para calibrar las respuestas energéticas y las eficiencias intrínsecas de espectrómetros de rayos gamma .
Historia [ editar ]
El holmio ( Holmia , nombre latino de Estocolmo ) fue descubierto por Jacques-Louis Soret y Marc Delafontaine en 1878, quienes notaron las aberrantes bandas de absorción espectrográfica del elemento entonces desconocido (lo llamaron "Elemento X"). [11] [12]
Además, Per Teodor Cleve descubrió de forma independiente el elemento mientras trabajaba en la tierra de erbia ( óxido de erbio ) y fue el primero en aislarlo. [4] [3] [13] [14] [15] Utilizando el método desarrollado por Carl Gustaf Mosander , Cleve primero eliminó todos los contaminantes conocidos de la erbia. El resultado de ese esfuerzo fueron dos nuevos materiales, uno marrón y otro verde. Llamó a la sustancia marrón holmia (por el nombre latino de la ciudad natal de Cleve, Estocolmo) y a la verde, thulia. Más tarde se descubrió que la holmia era el óxido de holmio y la thulia era el óxido de tulio . [dieciséis]
En el artículo clásico de Henry Moseley [17] sobre números atómicos, al holmio se le asignó un número atómico de 66. Evidentemente, la preparación de holmio que le habían dado para investigar había sido extremadamente impura, dominada por disprosio vecino (y sin trazar). Habría visto líneas de emisión de rayos X para ambos elementos, pero asumió que las dominantes pertenecían al holmio, en lugar de a la impureza disprosio.
Ocurrencia y producción [ editar ]
Como todas las demás tierras raras, el holmio no se encuentra naturalmente como un elemento libre. Ocurre combinado con otros elementos en gadolinita (la parte negra del espécimen ilustrada a la derecha), monacita y otros minerales de tierras raras. Aún no se ha encontrado ningún mineral de holmio dominante. [18] Las principales zonas mineras son China , Estados Unidos , Brasil , India , Sri Lanka y Australia, con reservas de holmio estimadas en 400.000 toneladas. [dieciséis]
El holmio constituye 1,4 partes por millón de masa de la corteza terrestre . Esto lo convierte en el elemento número 56 más abundante en la corteza terrestre. El holmio constituye 1 parte por millón de los suelos , 400 partes por cuatrillón de agua de mar y casi nada de la atmósfera terrestre . El holmio es raro para un lantánido. [19] Constituye 500 partes por billón del universo en masa. [20]
Se extrae comercialmente mediante intercambio iónico de arena de monacita (0,05% de holmio), pero aún es difícil de separar de otras tierras raras. El elemento ha sido aislado mediante la reducción de su cloruro o fluoruro anhidro con calcio metálico . [21] Su abundancia estimada en la corteza terrestre es de 1,3 mg / kg. El holmio obedece a la regla Oddo-Harkins : como elemento impar, es menos abundante que sus vecinos pares inmediatos, disprosio y erbio . Sin embargo, es el más abundante de los lantánidos pesados impares.. La principal fuente de corriente son algunas de las arcillas de adsorción de iones del sur de China. Algunos de estos tienen una composición de tierras raras similar a la que se encuentra en la xenotima o la gadolinita. El itrio constituye aproximadamente 2/3 del total en masa; el holmio ronda el 1,5%. Los minerales originales en sí mismos son muy magros, tal vez solo un 0,1% de lantánido total, pero se extraen fácilmente. [22] El holmio es relativamente económico para un metal de tierras raras con un precio de alrededor de 1000 USD / kg. [23]
Aplicaciones [ editar ]
El holmio tiene la fuerza magnética más alta de cualquier elemento y, por lo tanto, se utiliza para crear los campos magnéticos generados artificialmente más fuertes , cuando se coloca dentro de imanes de alta resistencia como una pieza de polo magnético (también llamado concentrador de flujo magnético ). [24] Dado que puede absorber neutrones generados por la fisión nuclear, también se utiliza como veneno consumible para regular los reactores nucleares. [dieciséis]
El granate de itrio-hierro dopado con holmio (YIG) y el fluoruro de itrio y litio (YLF) tienen aplicaciones en láseres de estado sólido , y Ho-YIG tiene aplicaciones en aisladores ópticos y en equipos de microondas (por ejemplo, esferas YIG ). Los láseres de holmio emiten a 2,1 micrómetros. [25] Se utilizan en aplicaciones médicas, dentales y de fibra óptica. [7]
El holmio es uno de los colorantes utilizados para la circonita cúbica y el vidrio , proporcionando coloración amarilla o roja. [26] El vidrio que contiene óxido de holmio y soluciones de óxido de holmio (generalmente en ácido perclórico ) tiene picos de absorción óptica marcados en el rango espectral de 200 a 900 nm. Por tanto, se utilizan como patrón de calibración para espectrofotómetros ópticos [27] y están disponibles comercialmente. [28]
Los 166m1 Ho radiactivos pero de larga duración (ver "Isótopos" arriba) se utilizan en la calibración de espectrómetros de rayos gamma. [29]
En marzo de 2017, IBM anunció que habían desarrollado una técnica para almacenar un bit de datos en un solo átomo de holmio colocado en un lecho de óxido de magnesio . [30]
Con suficientes técnicas de control cuánticas y clásicas, Ho podría ser un buen candidato para fabricar computadoras cuánticas . [31]
Papel biológico [ editar ]
El holmio no juega ningún papel biológico en los humanos , pero sus sales pueden estimular el metabolismo . [21] Los seres humanos suelen consumir alrededor de un miligramo de holmio al año. Las plantas no absorben fácilmente el holmio del suelo. Se ha medido el contenido de holmio de algunas verduras, que ascendió a 100 partes por billón. [10]
Toxicidad [ editar ]
Grandes cantidades de sales de holmio pueden causar daños graves si se inhalan , se consumen por vía oral o se inyectan . Se desconocen los efectos biológicos del holmio durante un largo período de tiempo. El holmio tiene un bajo nivel de toxicidad aguda . [32]
Ver también [ editar ]
- Compuestos de holmio
Referencias [ editar ]
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- ↑ Se ha observado itrio y todos los lantánidos excepto Ce y Pm en el estado de oxidación 0 en complejos de bis (1,3,5-tri-t-butilbenceno), ver Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Compuestos en estado de oxidación cero de escandio, itrio y lantánidos". Chem. Soc. Rev . 22 : 17-24. doi : 10.1039 / CS9932200017 .y Arnold, Polly L .; Petrukhina, Marina A .; Bochenkov, Vladimir E .; Shabatina, Tatyana I .; Zagorskii, Vyacheslav V .; Cloke (15 de diciembre de 2003). "Complejamiento areno de átomos de Sm, Eu, Tm e Yb: una investigación espectroscópica de temperatura variable". Revista de Química Organometálica . 688 (1–2): 49–55. doi : 10.1016 / j.jorganchem.2003.08.028 .
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- ^ "Holmio" en la tabla periódica v2.5 . Universidad de Coimbra, Portugal
Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el holmio . |
 | Busque holmio en Wikcionario, el diccionario gratuito. |
- WebElements.com - Holmium (también utilizado como referencia)
- American Elements - Holmium American Elements (también utilizado como referencia)
- Holmio en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)
