יסוד כימי · דף עיון

67Ho

הולמיום

הולמיום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 67 וסמלו Ho. הוא נמצא במחזור 6, קבוצה — ובבלוק f. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Xe] 4f11 6s2.

מספר אטומי67

משקל אטומי תקני164.930329(5)

קבוצה—

מחזור6

בלוקf

תצורת אלקטרונים[Xe] 4f11 6s2

מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

הולמיום שייך לסדרת הלנתנידים, שבה תת-הרמה 4f מתמלאת בהדרגה. מצב החמצון +3 נפוץ, ואלקטרוני f מסבירים רבות מן התכונות המגנטיות והספקטרוסקופיות של הסדרה.

תצורת האלקטרונים של הולמיום היא [Xe] 4f11 6s2. אלקטרוני 4f מסוככים יחסית על-ידי האלקטרונים החיצוניים, ולכן הכימיה של לנתנידים סמוכים דומה, אך שינויים קטנים ברדיוס ובאכלוס האלקטרוני עדיין משפיעים על הפרדה, צבע ומגנטיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הולמיום יוצר בדרך כלל יונים במצב חמצון +3 בתחמוצות, הלידים וקומפלקסים. הכימיה שלו דומה לזו של לנתנידים סמוכים, ואילו אלקטרוני f מוסיפים הבדלים חשובים במגנטיות, בספקטרום ובצבע.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 8.79 g/cm³. נקודת ההתכה היא 1 734 K (1 461 °C). נקודת הרתיחה היא 2 873 K (2 600 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא הולמיום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, הולמיום מופיע ביישומים כגון לייזרים, מגנטים ומחקר מדעי. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

לייזרים

הולמיום משמש בחומרי לייזר או ברכיבים אופטיים כאשר רמות האנרגיה שלו מאפשרות פליטה או בליעה באורכי גל שימושיים.

מגנטים

הולמיום משמש בחומרים מגנטיים או בסגסוגות כאשר המבנה האלקטרוני שלו מאפשר מגנטיות חזקה, יציבה או נשלטת.

מחקר מדעי

הולמיום מיוצר, מבודד או נמדד בעיקר במחקר שבוחן מגמות אטומיות, גרעיניות ומחזוריות, ולא לשימוש מסחרי רחב.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

הולמיום נמצא במחזור 6 בסדרת בלוק f. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: טרביום; דיספרוסיום; ארביום; תוליום. השוואה לאורך הסדרה מאפשרת לעקוב אחר שינויים הדרגתיים ברדיוס, בתצורה האלקטרונית, במצבי חמצון ובתכונות מגנטיות או אופטיות.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגלנתניד

מצב בטמפרטורת החדרמוצק

קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 29 · 8 · 2

צפיפות8.79 g/cm³

נקודת התכה1 742 K (1 469 °C)

נקודת רתיחה2 873 K (2 600 °C)

אלקטרושליליות לפי פאולינג1.23

אנרגיית יינון ראשונה581 kJ/mol

זיקה אלקטרונית32.61 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי הולמיום מזוהה עם עבודתו של מארק דלפונטיין. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של הולמיום הוא 164.930329(5). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

להולמיום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות להולמיום תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.