ธาตุหายากมหัศจรรย์: โฮลเมียม

โฮลเมียม, เลขอะตอม 67, น้ำหนักอะตอม 164.93032 ชื่อของธาตุได้มาจากสถานที่เกิดของผู้ค้นพบ

เนื้อหาของโฮลเมียมในเปลือกโลกมี 0.000115% และมีอยู่ร่วมกับสารอื่นธาตุหายากในแร่โมนาไซต์และแร่ธาตุหายาก ไอโซโทปเสถียรตามธรรมชาติคือฮอลเมียม 165 เท่านั้น

โฮลเมียมมีความคงตัวในอากาศแห้งและออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูงโฮลเมียมออกไซด์เป็นที่รู้จักกันว่ามีคุณสมบัติพาราแมกเนติกที่แข็งแกร่งที่สุด

สารประกอบของโฮลเมียมสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกชนิดใหม่ได้ ส่วนโฮลเมียมไอโอไดด์ใช้ในการผลิตหลอดไฟเมทัลฮาไลด์โคมไฟโฮลเมียมและเลเซอร์โฮลเมียมยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์อีกด้วย

การค้นพบประวัติศาสตร์

ค้นพบโดย: JL Soret, PT Cleve

ค้นพบระหว่างปี พ.ศ. 2421 ถึง พ.ศ. 2422

กระบวนการค้นพบ: ค้นพบโดย JL Soret ในปี พ.ศ. 2421 ค้นพบโดย PT Cleve ในปี พ.ศ. 2422

หลังจากที่มอสแซนเดอร์แยกดินเออร์เบียมและเทอร์เบียมโลกจากอิตเทรียมในปี พ.ศ. 2385 นักเคมีหลายคนใช้การวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อระบุและกำหนดว่าออกไซด์เหล่านั้นไม่ใช่ออกไซด์บริสุทธิ์ของธาตุ ซึ่งทำให้บรรดานักเคมียังคงแยกออกไซด์เหล่านี้ต่อไป หลังจากแยกออกไซด์อิตเทอร์เบียมและสแกนเดียมออกไซด์จากเหยื่อที่ถูกออกซิไดซ์ คลิฟฟ์ได้แยกออกไซด์ธาตุใหม่สองชนิดออกในปี 1879 โดยออกไซด์ชนิดหนึ่งมีชื่อว่าโฮลเมียมเพื่อรำลึกถึงบ้านเกิดของคลิฟฟ์ ซึ่งเป็นชื่อละตินโบราณว่าโฮลเมียในสตอกโฮล์ม ประเทศสวีเดน โดยมีสัญลักษณ์ธาตุคือโฮ ในปี 1886 บูวาบาดรองได้แยกธาตุอีกชนิดหนึ่งออกจากโฮลเมียม แต่ยังคงใช้ชื่อของโฮลเมียมต่อไป ด้วยการค้นพบโฮลเมียมและธาตุหายากชนิดอื่น ขั้นตอนต่อไปของการค้นพบธาตุหายากครั้งที่สามก็เสร็จสมบูรณ์

เค้าโครงอิเล็คทรอนิกส์ :

เค้าโครงอิเล็คทรอนิกส์ :

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f11

มันเป็นโลหะที่สามารถดูดซับนิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้ เช่นเดียวกันกับดิสโพรเซียม

ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ในด้านหนึ่ง จะมีการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง และในอีกด้านหนึ่ง จะมีการควบคุมความเร็วของปฏิกิริยาลูกโซ่

คำอธิบายธาตุ: พลังงานไอออไนเซชันแรกคือ 6.02 อิเล็กตรอนโวลต์ มีความวาวของโลหะ สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้ช้าและละลายในกรดเจือจาง เกลือมีสีเหลือง ออกไซด์ Ho2O2 มีสีเขียวอ่อน ละลายในกรดแร่เพื่อผลิตเกลือไอออนสามประจุสีเหลือง

แหล่งที่มาของธาตุ: เตรียมโดยการลดโฮลเมียมฟลูออไรด์ HoF3 · 2H2O ด้วยแคลเซียม

โลหะ

โฮลเมียมเป็นโลหะสีขาวเงิน มีเนื้ออ่อนและมีความเหนียว จุดหลอมเหลว 1,474 องศาเซลเซียส จุดเดือด 2,695 องศาเซลเซียส ความหนาแน่น 8.7947 กรัม/ซม. โฮลเมียมเมตร ³

โฮลเมียมมีความคงตัวในอากาศแห้ง และออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง โฮลเมียมออกไซด์เป็นที่รู้จักกันว่ามีคุณสมบัติพาราแมกเนติกที่แข็งแกร่งที่สุด

การได้มาซึ่งสารประกอบที่สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกชนิดใหม่ได้ ไอโอไดด์โฮลเมียมที่ใช้ในการผลิตหลอดไฟเมทัลฮาไลด์ – หลอดไฟโฮลเมียม

แอปพลิเคชัน

(1) หลอดไฟเมทัลฮาไลด์เป็นหลอดไฟปล่อยก๊าซชนิดหนึ่งที่พัฒนาจากหลอดไฟปรอทแรงดันสูง โดยมีลักษณะเด่นคือเติมฮาไลด์แรร์เอิร์ธต่างๆ ลงในหลอดไฟ ปัจจุบันการใช้งานหลักคือไอโอไดด์แรร์เอิร์ธซึ่งปล่อยสเปกตรัมสีต่างๆ ออกมาในระหว่างการปล่อยก๊าซ สารทำงานที่ใช้ในหลอดไฟโฮลเมียมคือไอโอไดด์โฮลเมียม ซึ่งสามารถให้ความเข้มข้นของอะตอมโลหะสูงในโซนอาร์กได้ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแผ่รังสีได้อย่างมาก

(2) โฮลเมียมสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับอิตเทรียมเหล็กหรืออิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนตได้

(3) Ho: YAG โด๊ปอิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนตสามารถปล่อยเลเซอร์ 2 μM เนื้อเยื่อของมนุษย์ที่ 2 μ อัตราการดูดซับของเลเซอร์ m สูงเกือบสามเท่าของ Hd: YAG ดังนั้นเมื่อใช้เลเซอร์ Ho: YAG สำหรับการผ่าตัดทางการแพทย์ ไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำของการผ่าตัดได้เท่านั้น แต่ยังสามารถลดพื้นที่ที่ได้รับความเสียหายจากความร้อนให้มีขนาดเล็กลงได้อีกด้วย ลำแสงอิสระที่สร้างโดยผลึกโฮลเมียมสามารถกำจัดไขมันได้โดยไม่สร้างความร้อนมากเกินไป จึงลดความเสียหายจากความร้อนต่อเนื้อเยื่อที่แข็งแรงได้ มีรายงานว่าการรักษาด้วยเลเซอร์โฮลเมียมสำหรับโรคต้อหินในสหรัฐอเมริกาสามารถลดความเจ็บปวดของผู้ป่วยที่เข้ารับการผ่าตัดได้ ระดับของผลึกเลเซอร์ m ในจีนถึงระดับนานาชาติแล้ว และควรพยายามพัฒนาและผลิตผลึกเลเซอร์ประเภทนี้

(4) ในโลหะผสมแมกนีโตสตริกทีฟเทอร์ฟีนอล ดี สามารถเติมโฮลเมียมจำนวนเล็กน้อยลงไปเพื่อลดสนามภายนอกที่จำเป็นสำหรับการทำให้โลหะผสมมีแม่เหล็กอิ่มตัว

(5) การใช้ใยแก้วที่เจือด้วยฮอลเมียมสามารถทำให้ผลิตอุปกรณ์สื่อสารออปติก เช่น ไฟเบอร์เลเซอร์ เครื่องขยายไฟเบอร์ และเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกในปัจจุบัน

(6) เทคโนโลยีการทำลายนิ่วด้วยเลเซอร์โฮลเมียม: การทำลายนิ่วด้วยเลเซอร์โฮลเมียมทางการแพทย์เหมาะสำหรับนิ่วในไตแข็ง นิ่วในท่อไต และนิ่วในกระเพาะปัสสาวะที่ไม่สามารถทำลายได้ด้วยการทำลายนิ่วด้วยคลื่นกระแทกภายนอกร่างกาย เมื่อใช้การทำลายนิ่วด้วยเลเซอร์โฮลเมียมทางการแพทย์ เส้นใยเลเซอร์โฮลเมียมทางการแพทย์จะถูกใช้เข้าถึงนิ่วในกระเพาะปัสสาวะ ท่อไต และนิ่วในไตโดยตรงผ่านท่อปัสสาวะและท่อไตผ่านกล้องตรวจกระเพาะปัสสาวะและกล้องตรวจท่อไต จากนั้น ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบทางเดินปัสสาวะจะควบคุมเลเซอร์โฮลเมียมเพื่อทำลายนิ่ว ข้อดีของวิธีการรักษาด้วยเลเซอร์โฮลเมียมนี้คือสามารถแก้ไขนิ่วในท่อไต นิ่วในกระเพาะปัสสาวะ และนิ่วในไตส่วนใหญ่ได้ ข้อเสียคือ นิ่วในไตส่วนบนและส่วนล่างบางส่วนอาจมีนิ่วหลงเหลืออยู่เล็กน้อยเนื่องจากเส้นใยเลเซอร์โฮลเมียมที่เข้าไปในท่อไตไม่สามารถไปถึงตำแหน่งของนิ่วได้