Holmium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ho und der Ordnungszahl 67.
Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden.
Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Allgemein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Name, Symbol, Ordnungszahl | Holmium, Ho, 67 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementkategorie | Lanthanoide | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe, Periode, Block | La, 6, f | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aussehen | silbrig weiß | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS-Nummer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
EG-Nummer | 231-169-0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ECHA-InfoCard | 100.028.335 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massenanteil an der Erdhülle | 1,1 ppm (57. Rang) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 164,930328(7) u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (berechnet) | 175 (226) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 192 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronenkonfiguration | [Xe] 4f11 6s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Ionisierungsenergie | 6.0215(6) eV ≈ 580.99 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Ionisierungsenergie | 11.781(20) eV ≈ 1136.7 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Ionisierungsenergie | 22.79(3) eV ≈ 2200 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Ionisierungsenergie | 42.52(8) eV ≈ 4100 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Ionisierungsenergie | 63.9(3) eV ≈ 6170 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physikalisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallstruktur | hexagonal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dichte | 8,78 g/cm3 (25 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetismus | paramagnetisch (χm = 0,049) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzpunkt | 1734 K (1461 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 2873 K (2600 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molares Volumen | 18,74 · 10−6 m3·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungsenthalpie | 251 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzenthalpie | 17 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit | 2760 m·s−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrische Leitfähigkeit | 1,23 · 106 S·m−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 16 W·m−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustände | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normalpotential | −2,33 V (Ho3+ + 3 e− → Ho) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität | 1,23 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
1878 entdeckten die Schweizer Chemiker Marc Delafontaine und Jacques-Louis Soret das Element spektroskopisch durch seine abweichenden Absorptionslinien. Das neue Element nannten sie ›X‹. 1879 entdeckte der schwedische Chemiker Per Teodor Cleve das neue Element unabhängig von den beiden Schweizern und isolierte es als gelbes Oxid aus unreinem Erbium (Erbiumoxid). Cleve wendete eine von Carl Gustav Mosander entwickelte Methode an; er trennte zunächst alle bekannten Verunreinigungen ab, bevor er versuchte, den Rest zu trennen. Er erhielt einen braunen Rest, den er Holmia nannte, sowie einen grünen Rest, der den Namen Thulia erhielt.
Erst 1911 gelang dem schwedischen Chemiker Holmberg die Gewinnung von reinem Holmiumoxid. Ob er die Bezeichnung Holmium, vorgeschlagen von Cleve für die schwedische Landeshauptstadt Stockholm, übernahm oder als Ableitung seines eigenen Namens betrachtete, ist nicht bekannt.
Metallisch reines Holmium wurde erstmals 1940 hergestellt.
In natürlichen Vorkommen tritt Holmium nur in Verbindungen auf. Bekannte holmiumhaltige Minerale sind:
Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Holmiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Holmiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Holmium reduziert. Die verbleibenden Calciumreste und Verunreinigungen werden in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum abgetrennt.
Das silberweiß glänzende Metall der Seltenen Erden ist weich und schmiedbar.
Holmium weist besondere magnetische Eigenschaften auf. In seinen ferromagnetischen Eigenschaften ist es dem Eisen weit überlegen. Holmium besitzt zusammen mit Dysprosium das höchste magnetische Moment (10,6 μB) aller natürlich vorkommenden chemischen Elemente. Mit Yttrium bildet es magnetische Verbindungen.
In trockener Luft ist Holmium relativ beständig, in feuchter oder warmer Luft läuft es unter Bildung einer gelblichen Oxidschicht schnell an. Bei Temperaturen oberhalb von 150 °C verbrennt es zum Sesquioxid Ho2O3. Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.
In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationszahl +3 vor, die Ho3+-Kationen bilden in Wasser gelbe Lösungen. Unter besonderen reduktiven Bedingungen kann bei den Chloriden auch die Oxidationszahl +2 realisiert werden, z. B. im Holmium(II,III)chlorid Ho5Cl11, allerdings existiert das reine Holmium(II)chlorid nicht.
Wegen seiner hervorragenden magnetischen Eigenschaften verwendet man Polschuhe aus Holmium für Hochleistungsmagnete zur Erzeugung stärkster Magnetfelder.
Weitere Anwendungen:
Holmium hat keine bekannte biologische Funktion.
Holmium und Holmiumverbindungen sind als wenig toxisch zu betrachten. Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.
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