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钬  ,原子序数67,原子量164.93032,元素名来源于发现者的出生地。 钬1878年索里特从铒土的光谱中发现钬,次年瑞典的克莱夫用化学方法从铒土中分离出钬。钬在地壳中的含量为0.000115%,与其它稀土元素一起存在于独居石和稀土矿中。天然稳定同位素只有钬165。钬为银白色金属,质较软,有延展性;熔点1474°C,沸点2695°C,密度8.7947克/立方厘米。钬在干燥空气中稳定,高温时很快氧化;氧化钬是已知顺磁性最强的物质。钬的化合物可做新型铁磁材料的添加剂;碘化钬用于制造金属卤素灯—钬灯,钬激光在医学领域也应用非常广泛。

发现人  :索里特(J.L.Soret)、克利夫(P.T.Cleve)

发现年代:1878至1879年。

发现过程:1878年为索里特(J.L.Soret)发现;1879年又被克利夫(P.T.Cleve)发现。

1842年莫桑德尔从钇土中分离出铒土和铽土后,不少化学家利用光谱分析鉴定,确定它们不是纯净的一种元素的氧化物,这就鼓励了化学家们继续去分离它们。在从氧化饵分离出氧化镱和氧化钪以后,1879年克利夫又分离出两个新元素的氧化物。其中一个被命名为holmium,以纪念克利夫的出生地,瑞典首都斯德哥尔摩古代的拉丁名称Holmia,元素符号Ho。其后1886年布瓦博德朗又从钬中分离出了另一元素,但钬的名称被保留了。随着钬以及其他一些稀土元素的发现,完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。

钬为银白色金属,质较软,有延展性;熔点1474°C,沸点2695°C,密度8.7947g/㎝³。钬在干燥空气中稳定,高温时很快氧化;氧化钬是已知顺磁性最强的物质。钬的化合物可做新型铁磁材料的添加剂;碘化钬用于制造金属卤素灯—钬灯。

读音:huǒ

CAS号:7440-60-0

体积弹性模量:Gpa:40.2

原子化焓:kJ /mol @25℃:301

热容:J /(mol· K):27.15

导电性:10/(cm ·Ω ):0.0124

导热系数:W/(m·K):16.2

熔化热:(千焦/摩尔):12.20

汽化热:(千焦/摩尔):241.0

原子体积:(立方厘米/摩尔):18.7

元素在宇宙中的含量:(ppm):0.0005

元素在海水中的含量太平洋表面 0.00000016

地壳中含量(ppm):1.4

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

氧化态:Main Ho+3

声音在其中的传播速率:(m/S) 2760

电离能 (kJ /mol)

M - M 580.7

M - M 1139

M - M 2204

M - M 4100

相对原子质量:164.93

常见化合价: +3

电负性: 1.23

外围电子层排布:4f11 6s2

核电荷数:67

电子层:K-L-M-N-O-P

核外电子排布: 2,8,18,29,8,2

同位素及放射线:Ho-163[4570y] Ho-165 Ho-166[1.1d]

电子亲合和能:0 KJ·mol-1

第一电离能:581 KJ·mol-1

第二电离能:1139 KJ·mol-1

第三电离能:0 KJ·mol-1

单质密度:8.54 g/cm

单质熔点: 1470.0 ℃

单质沸点: 2720.0 ℃

原子半径:2.47Å(埃)

共价半径: 1.58Å

维氏硬度:481MPa

常温下在干燥空气中稳定,在潮湿空气中和高温下易被氧化。避免与空气、氧化物、酸、卤素、潮湿的水分接触,和水接触时释放可燃性气体;溶于无机酸。在室温下干燥空气中稳定,但在潮湿空气中和高于室温时迅速氧化。化学性质活泼。使水缓慢分解。可以与几乎所有非金属元素化合。存在于硅铍钇矿、独居石和其他的稀土矿物中。用于制作磁性合金材料。

它和镝一样,是一种能够吸收核分裂所产生的中子的金属。

在核子反应炉中,一方面不断燃烧,一方面控制连锁反应的速度。

元素描述:第一电离能6.02ev。有金属光泽。与水能缓慢起作用,溶于稀酸。盐类是黄色。氧化物Ho2O2为淡绿色。溶于矿物酸而产生三价离子黄色盐。

元素来源:由氟化钬HoF3·2H2O用钙还原而制得。

化合物

(1)氧化钬;holmium oxide  

为白色体心立方和单斜两种结构。Ho2O3是惟一的一种稳定的氧化物。化学性质及制备方法同于氧化镧。可制做钬灯。

(2)硝酸钬;holmium(iii) nitrate pentahydrate 

分子式:Ho(NO3)3·5H2O;分子质量:441.02;

通常对水体是稍微有害的,不要将未稀释或大量产品接触地下水,水道或污水系统,未经政府许可勿将材料排入周围环境。

(3)二氯化环戊二烯基钬;cyclopentadienyl-holmium dichloride  

分子式:(C5H5)HOCl2

性质:黄色晶体。熔点84~92℃,对空气极为敏感。由三氯化钬与环戊二烯基钠反应得到其三分子四氢呋喃加合物。

1、以金属钙还原无水三氯化钬或三氟化钬可得金属钬 

2、通过离子交换或溶剂萃取技术将钬与其他稀土元素分离后,可用金属热还原法制备金属钬。锂热还原稀土氯化物与钙热还原稀土氯化物不同,前者的还原过程是在气相中进行的。锂热还原反应器分两段加热区,还原和蒸馏过程在同一设备中进行。无水氯化钬放在上部的钛制反应器坩埚中(亦是HoCl3蒸馏室),还原剂金属锂放置在下部的坩埚中,然后将不锈钢反应罐抽真空至7Pa后开始加热。温度达到1000℃时保持一定时间,使HoCl3蒸气与锂蒸气充分反应,还原出来的金属钬固体颗粒落在下部的坩埚中。还原反应完成后,只加热下部坩埚,把LiCl蒸馏到上部坩埚。还原反应过程一般需要10h左右。为了制得较纯的金属钬,还原剂金属锂要用99.97%高纯锂,并使用二次蒸馏的无水HoCl3

钬Ho是稀土元素,钬的主要用途有  :

(1)、用作金属卤素灯添加剂,金属卤素灯是一种气体放电灯,它是在高压汞灯基础上发展起来的,其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。主要使用的是稀土碘化物,在气体放电时发出不同的谱线光色。在钬灯中采用的工作物质是碘化钬,在电弧区可以获得较高的金属原子浓度,从而大大提高了辐射效能。

(2)、钬可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂;

(3)、掺钬的钇铝石榴石(Ho:YAG)可发射2μm激光,人体组织对2μm激光吸收率高,几乎比Hd:YAG高3个数量级。所以用Ho:YAG激光器进行医疗手术时,不但可以提高手术效率和精度

(4)、在磁致伸缩合金Terfenol-D中,也可以加入少量的钬,从而降低合金饱和磁化所需的外场  。

(5)、另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。

钬激光碎石技术  :医用钬激光碎石,它适用于体外冲击波碎石法无法碎解的、坚硬的肾结石、输尿管结石和膀胱结石。医用钬激光碎石时,医用钬激光的纤细光纤借助膀胱镜和输尿管软镜通过尿道、输尿管直抵膀胱结石、输尿管结石和肾结石部位,然后由泌尿外科专家操纵钬激光将结石击碎。这种

钬激光是以钇铝石榴石(YAG)为激活媒质,掺敏化离子铬(Cr)、传能离子铥(Tm)、激活离子钬(Ho)的激光晶体(Cr:Tm:Ho:YAG)制成的脉冲固体激光装置产生的新型激光。可应用于泌尿外科、五官科、皮肤科、妇科等科室手术。该激光手术为无创或微创手术,病人的治疗痛苦非常小。

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

硝酸钬的毒性在细胞和亚细胞水平上很容易被检测到  。有研究表明,当用浓度高于4mg/L硝酸钬处理蚕豆根尖时。即能引起根尖质地变硬、颜色变黑、生长减慢、细胞分裂指数下降等现象,而且随着剂量的增加或染毒时间的延长,根尖细胞受损伤的程度呈加重趋势。在细胞压片中还观察到,细胞核凝缩、深染,核质颗粒减少,核仁、核质不清晰,细胞聚集成块。组织纤维化渐重等现象。在动物的体内试验中也出现了类似的结果,当用剂量>20mg/kg体重的硝酸钬处理小鼠时,发现硝酸钬能够抑制骨髓细胞的增殖。另外,在显微镜下还可观察到淋巴细胞核凝缩、深染、碎裂、染色质边集、外突、内陷等异常现象,而且伴随着剂量的增加核异常的程度和比例呈现上升趋势。所有这些表明,硝酸钬对细胞具有一定的毒性作用,这与镧、铈、铒其他14种稀土元素毒性报道一致。

动物的实验发现  ,在一定剂量作用下硝酸钬具有提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,可以清除多余的超氧阴离子自由基(O2·)及抑制脂质过氧化。当对小鼠注射了低剂量(10-40mg/kg体重)的硝酸钬,小鼠肝脏中的SOD、POD、CAT的活性升高,当剂量达到80、160mg/kg体重时,3种抗氧化酶的活性都受到了抑制。说明低剂量的钬可以减少自由基对生物大分子和细胞的氧化损伤,但高剂量的钬却使抗氧化酶活性下降,从而使自由基在机体内积累,破坏了细胞结构和功能,导致突变发生,说明钬在高剂量下又具有一定的致突变作用。



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