ธาตุหายากที่มีมนต์ขลัง: โฮลเมียม

โฮลเมียม, เลขอะตอม 67, น้ำหนักอะตอม 164.93032, ชื่อธาตุที่ได้มาจากบ้านเกิดของผู้ค้นพบ

เนื้อหาของโฮลเมียมในเปลือกโลกมีค่า 0.000115% และมีอยู่ร่วมกับสิ่งอื่นธาตุหายากในแร่ธาตุโมนาไซต์และแร่ธาตุหายาก ไอโซโทปเสถียรตามธรรมชาติมีเพียงโฮลเมียม 165 เท่านั้น

โฮลเมียมมีความเสถียรในอากาศแห้งและออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูงโฮลเมียมออกไซด์เป็นที่รู้กันว่ามีคุณสมบัติพาราแมกเนติกที่แข็งแกร่งที่สุด

สารประกอบของโฮลเมียมสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกชนิดใหม่ได้ โฮลเมียมไอโอไดด์ใช้ในการผลิตหลอดเมทัลฮาไลด์ –โคมไฟโฮลเมียมและเลเซอร์โฮลเมียมยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์

การค้นพบประวัติศาสตร์

ค้นพบโดย: JL Soret, PT Cleve

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

กระบวนการค้นพบ: ค้นพบโดย JL Soret ในปี 1878; ค้นพบโดย PT Cleve ในปี พ.ศ. 2422

หลังจากที่มอสซานเดอร์แยกดินเออร์เบียมและเทอร์เบียมโลกจากอิตเทรียมในปี พ.ศ. 2385 นักเคมีหลายคนใช้การวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อระบุและพิจารณาว่าพวกมันไม่ใช่ออกไซด์บริสุทธิ์ของธาตุ ซึ่งสนับสนุนให้นักเคมีแยกพวกมันต่อไป หลังจากแยกอิตเทอร์เบียมออกไซด์และสแกนเดียมออกไซด์จากเหยื่อที่ถูกออกซิไดซ์ Cliff แยกธาตุออกไซด์ใหม่สองตัวในปี พ.ศ. 2422 หนึ่งในนั้นชื่อ Holmium เพื่อรำลึกถึงบ้านเกิดของ Cliff ซึ่งเป็นชื่อละตินโบราณ Holmia ในกรุงสตอกโฮล์ม ประเทศสวีเดน โดยมีสัญลักษณ์ธาตุ Ho ในปี ค.ศ. 1886 บูวาบาดรันด์แยกองค์ประกอบอื่นออกจากโฮลเมียม แต่ชื่อของโฮลเมียมยังคงอยู่ ด้วยการค้นพบธาตุโฮลเมียมและธาตุหายากอื่นๆ การค้นพบธาตุหายากครั้งที่ 3 ก็ได้เสร็จสิ้นลงแล้ว

รูปแบบอิเล็กทรอนิกส์:

รูปแบบอิเล็กทรอนิกส์:

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

มันเป็นโลหะที่สามารถดูดซับนิวตรอนที่เกิดจากการแยกตัวของนิวเคลียร์ได้เช่นเดียวกับดิสโพรเซียม

ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในด้านหนึ่งจะมีการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง และในทางกลับกัน ความเร็วของปฏิกิริยาลูกโซ่จะถูกควบคุม

คำอธิบายองค์ประกอบ: พลังงานไอออไนเซชันแรกคือ 6.02 อิเล็กตรอนโวลต์ มีความมันวาวเป็นโลหะ สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้ช้าๆ และละลายในกรดเจือจาง เกลือมีสีเหลือง ออกไซด์ Ho2O2 มีสีเขียวอ่อน ละลายในกรดแร่เพื่อผลิตเกลือสีเหลืองไอออนไตรวาเลนท์

แหล่งที่มาของธาตุ: เตรียมโดยการลดโฮลเมียมฟลูออไรด์ HoF3 · 2H2O ด้วยแคลเซียม

โลหะ

โฮลเมียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่มีเนื้อสัมผัสนุ่มและเหนียว จุดหลอมเหลว 1474 ° C จุดเดือด 2695 ° C ความหนาแน่น 8.7947 g/cm โฮลเมียมเมตร ³ 。

โฮลเมียมมีความเสถียรในอากาศแห้งและออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง เป็นที่รู้กันว่าโฮลเมียมออกไซด์มีคุณสมบัติพาราแมกเนติกที่แข็งแกร่งที่สุด

การได้รับสารประกอบที่สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกใหม่ โฮลเมียมไอโอไดด์ที่ใช้ในการผลิตหลอดเมทัลฮาไลด์ – หลอดโฮลเมียม

แอปพลิเคชัน

(1) ในฐานะที่เป็นสารเติมแต่งสำหรับหลอดเมทัลฮาไลด์ หลอดเมทัลฮาไลด์เป็นหลอดปล่อยก๊าซชนิดหนึ่งที่พัฒนาขึ้นโดยใช้หลอดปรอทความดันสูง ซึ่งมีลักษณะพิเศษคือการเติมหลอดด้วยแรร์เอิร์ธเฮไลด์ต่างๆ ปัจจุบันการใช้งานหลักคือไอโอไดด์ของธาตุหายากซึ่งปล่อยสีสเปกตรัมที่แตกต่างกันระหว่างการปล่อยก๊าซ สารออกฤทธิ์ที่ใช้ในหลอดโฮลเมียมคือโฮลเมียมไอโอไดด์ ซึ่งสามารถให้อะตอมของโลหะมีความเข้มข้นสูงในบริเวณส่วนโค้ง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแผ่รังสีได้อย่างมาก

(2) โฮลเมียมสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับเหล็กอิตเทรียมหรือโกเมนอลูมิเนียมอิตเทรียม

(3) Ho: YAG เจืออิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนสามารถปล่อยเลเซอร์ 2 μ M เนื้อเยื่อของมนุษย์บน 2 μ อัตราการดูดซึมของ m เลเซอร์นั้นสูง สูงกว่า HD: YAG เกือบสามเท่า ดังนั้นเมื่อใช้เลเซอร์ Ho: YAG ในการผ่าตัดทางการแพทย์ ไม่เพียงแต่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำในการผ่าตัดเท่านั้น แต่ยังช่วยลดพื้นที่ความเสียหายจากความร้อนให้มีขนาดเล็กลงอีกด้วย ลำแสงอิสระที่สร้างโดยคริสตัลโฮลเมียมสามารถกำจัดไขมันได้โดยไม่ก่อให้เกิดความร้อนมากเกินไป จึงช่วยลดความเสียหายจากความร้อนต่อเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี มีรายงานว่าการรักษาด้วยเลเซอร์โฮลเมียมสำหรับโรคต้อหินในสหรัฐอเมริกาสามารถลดความเจ็บปวดของผู้ป่วยที่เข้ารับการผ่าตัดได้ ประเทศจีน 2 μ ระดับของผลึกเลเซอร์ m ถึงระดับสากลแล้ว และควรมีความพยายามในการพัฒนาและผลิตคริสตัลเลเซอร์ประเภทนี้

(4) ในโลหะผสมแม่เหล็ก Terfenol D สามารถเติมโฮลเมียมจำนวนเล็กน้อยเพื่อลดสนามภายนอกที่จำเป็นสำหรับการทำให้แม่เหล็กอิ่มตัวของโลหะผสม

(5) การใช้เส้นใยเจือด้วยโฮลเมียมสามารถสร้างอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสง เช่น ไฟเบอร์เลเซอร์ เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ และเซนเซอร์ไฟเบอร์ ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกอย่างรวดเร็วในปัจจุบัน

(6) เทคโนโลยีการผ่าตัดลิโธทริปซีด้วยเลเซอร์โฮลเมียม: การผ่าตัดลิโธทริปซีด้วยเลเซอร์โฮลเมียมทางการแพทย์เหมาะสำหรับนิ่วในไตที่แข็ง นิ่วในท่อไต และนิ่วในกระเพาะปัสสาวะที่ไม่สามารถแตกหักได้ด้วยการผ่าตัดลิโธทริปซีคลื่นกระแทกนอกร่างกาย เมื่อใช้เลเซอร์โฮลเมียมทางการแพทย์ lithotripsy เส้นใยเรียวเล็กของเลเซอร์โฮลเมียมทางการแพทย์จะใช้เพื่อเข้าถึงกระเพาะปัสสาวะ ท่อไต และนิ่วในไตโดยตรงผ่านทางท่อปัสสาวะและท่อไตผ่านซิสโตสโคปและกล้องท่อไต จากนั้นผู้เชี่ยวชาญด้านระบบทางเดินปัสสาวะจะใช้เลเซอร์โฮลเมียมเพื่อทำลายนิ่ว ข้อดีของวิธีการรักษาด้วยเลเซอร์โฮลเมียมนี้คือสามารถแก้ปัญหานิ่วในท่อไต นิ่วในกระเพาะปัสสาวะ และนิ่วในไตส่วนใหญ่ได้ ข้อเสียคือนิ่วบางก้อนในนิ่วในไตส่วนบนและล่างอาจมีนิ่วเหลืออยู่เล็กน้อย เนื่องจากเส้นใยเลเซอร์โฮลเมียมไม่สามารถเข้ามาจากท่อไตไปถึงบริเวณที่เป็นนิ่วได้