鈥

鈥（ㄏㄨㄛˇ）（英語：Holmium；舊譯錵），是一種化學元素，其化學符號為Ho，原子序數為67，原子量為7002164930329000000♠164.930329 u，屬於鑭系元素，也是稀土元素之一。鈥在常溫常壓下是固體。 1878年為索里特（J.L.Soret）發現；1879年又被克利夫（P.T.Cleve）發現。第一游離能6.02電子伏特。有金屬光澤。與水能緩慢起作用，溶於稀酸。鹽類是黃色。氧化物Ho₂O₃為淡綠色。溶於礦物酸而產生三價離子黃色鹽。由氟化鈥HoF₃·2H₂O用鈣還原而製得。它和鏑一樣，是一種能夠吸收核分裂所產生中子的金屬。在核子反應爐中，一方面不斷燃燒，一方面控制連鎖反應的速度。

鈥 ₆₇Ho

氫（非金屬） 氦（惰性氣體） 鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體） 鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體） 鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體） 銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體） 銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體） 鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體） – ↑ 鈥 ↓ 鑀 鏑 ← 鈥 → 鉺
外觀
銀白色
概況
名稱·符號·序數	鈥（holmium）·Ho·67
元素類別	鑭系元素
族·週期·區	不適用·6·f
標準原子質量	164.930329(5)[1]
電子組態	[Xe] 4f11 6s2 2, 8, 18, 29, 8, 2 鈥的電子層（2, 8, 18, 29, 8, 2）
歷史
發現	馬克·德拉方丹（1878年）
物理性質
物態	固體
密度	（接近室溫） 8.79 g·cm−3
熔點時液體密度	8.34 g·cm−3
熔點	1734 K，1461 °C，2662 °F
沸點	2873 K，2600 °C，4712 °F
熔化熱	17.0 kJ·mol−1
汽化熱	251 kJ·mol−1
比熱容	27.15 J·mol−1·K−1
蒸氣壓 壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 溫/K 1432 1584 (1775) (2040) (2410) (2964)
原子性質
氧化態	0,[2] +1, +2, +3 （鹼性的氧化物）
電負度	1.23（鮑林標度）
游離能	第一：581.0 kJ·mol−1 第二：1140 kJ·mol−1 第三：2204 kJ·mol−1
原子半徑	176 pm
共價半徑	192±7 pm
鈥的原子譜線
雜項
晶體結構	六方密堆積
磁序	順磁性
電阻率	poly: 814 nΩ·m
熱導率	16.2 W·m−1·K−1
熱膨脹係數	poly: 11.2 µm/(m·K)
聲速（細棒）	（20 °C）2760 m·s−1
楊氏模量	64.8 GPa
剪切模量	26.3 GPa
體積模量	40.2 GPa
泊松比	0.231
維氏硬度	410–600 MPa
布氏硬度	500–1250 MPa
CAS編號	7440-60-0
同位素 閱 論 編
主條目：鈥的同位素 同位素 豐度 半衰期​（t1/2） 衰變 方式 能量​（MeV） 產物 163Ho 人造 4570 年 ε 0.003 163Dy 165Ho 100% 穩定，帶98粒中子 166Ho 人造 26.812 小時 β− 1.855 166Er 166mHo 人造 1132.6 年 β− 1.861 166Er

性質

物理性質

左邊是自然光照射的Ho₂O₃，右邊是冷陰極螢光燈管照射的Ho₂O₃

鈥是一種相對柔軟且具有延展性的元素，在標準情況下，在乾燥空氣中具有相當的耐腐蝕性和穩定性。但是，在較高溫度的濕氣下，鈥會迅速氧化，形成黃色的氧化鈥。純鈥具有金屬般明亮的銀色光澤。

氧化鈥根據光線的不同，顏色有相當大的變化。在陽光下，它是黃棕色的。在三色光（英語：Trichromacy）下，它是火紅色的，幾乎不能和氧化鉺區別。這些顏色變化與鈥的銳利吸收帶有關，可用作磷光體。^[3]

鈥是所有天然的化學元素中，磁矩最高的， (7001106000000000000♠10.6 µ
B) 並具有其他不尋常的磁性。當和釔混合時，會形成有極強磁性的混合物。^[4]鈥在標準情況下是順磁性的，但在7001190000000000000♠19 K的溫度以下是鐵磁性的。^[5]

化學性質

鈥可以在空氣中燃燒，發出耀眼白光，產生氧化鈥：

4 Ho + 3 O₂ → 2 Ho₂O₃

鈥能與水反應，與冷水反應較緩慢，而與熱水反應較快速：

2 Ho (s) + 6 H₂O (l) → 2 Ho(OH)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

鈥也能與鹵素反應：

2 Ho (s) + 3 F₂ (g) → 2 HoF₃ (s) [粉紅色]

2 Ho (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 HoCl₃ (s) [黃色]

2 Ho (s) + 3 Br₂ (g) → 2 HoBr₃ (s) [黃色]

2 Ho (s) + 3 I₂ (g) → 2 HoI₃ (s) [黃色]

鈥較容易溶解於稀硫酸中，生成Ho³⁺離子，以[Ho(OH₂)₉]³⁺錯合物出現：^[6]

2 Ho (s) + 3 H₂SO₄ (aq) → 2 Ho³⁺ (aq) + 3 SO2−
4 (aq) + 3 H₂ (g)

鈥最常見的氧化態是+3。鈥溶液中的Ho³⁺被九個水分子環繞。鈥能溶解於酸性溶液。^[7]

同位素

主條目：鈥的同位素

鈥共有35個同位素，其中只有¹⁶⁵Ho是穩定的。其餘的皆為人工合成的放射性同位素，其中最穩定的是鈥-163，半衰期 4570 年。其它基態的鈥同位素的半衰期都不超過 2 天，大部分少於 3小時。不過，同核異構物 ^166m1Ho 的半衰期很長，約為 1200 年，這是由於其高自旋而成的。

歷史

鈥是由Jacques-Louis Soret（英語：Jacques-Louis Soret）和馬克·德拉方丹在 1878 年發現的。他們注意到了當時未知的元素（他們稱之為元素 X）異常的光譜吸收帶。^[8][9]

Per Teodor Cleve在研究鉺土（氧化鉺）時獨立發現了該元素，並且是第一個將其分離出來的人。^{[10][11][12][13][14]} 使用Carl Gustaf Mosander（英語：Carl Gustaf Mosander） 開發的方法，Cleve 首先從 erbia 中去除了所有當時已知的雜質。他得到了兩種新的物質，一個是棕色的，另一個是綠色的。他將棕色物質命名為 holmia（以克利夫家鄉斯德哥爾摩的拉丁名稱命名）和綠色物質 thulia。 後來發現holmia 就是氧化鈥，而thulia 就是氧化銩。 ^[15]

在亨利·莫塞萊關於原子序數的經典論文^[16] 中，鈥的原子序為 66。顯然，他研究的鈥樣本非常不純，主要是由旁邊（未被列入）的鏑影響的。他會看到這兩種元素的 X 射線發射線，但他假設這些都是鈥，而不是雜質鏑。

來源

矽鈹釔礦

就像其他的稀土金屬一樣，鈥不會以單質形式出現。鈥一般存在於矽鈹釔礦、獨居石等稀土礦物中。尚未發現以鈥為主的礦物。^[17]鈥的主要產地在中國、美國、巴西、印度、斯里蘭卡和澳洲，儲量估計為 400,000 噸。^[15]

鈥組成了地殼的 1.4 ppm（質量計），為第56常見的元素。鈥組成了土壤的 1 ppm，海水的 0.4 ppt，幾乎不存在於地球大氣中。鈥是鑭系元素中相對罕見的。^[7]依質量計，它組成了宇宙的 500 ppt。^[18]

鈥是通過離子交換從獨居石（含0.05% 鈥）中提取的，但仍難以與其他稀土分離。它是通過用金屬鈣還原其無水氯化物或氟化物而分離出來的。^[19] 鈥在稀土金屬中相對便宜，價格為 1000 USD/kg.^[20]

應用

4% 氧化鈥和 10% 過氯酸的溶液，可永久融合到吸收池中，作為光學校準標準

鈥在任何元素中具有最高的磁矩，可用於產生最強的人工磁場。^[21]由於它可以吸收核分裂產生的中子，它也被用作可燃毒物來調節核反應爐。^[15]

摻鈥的釔鐵石榴石 (YIG)和氟化釔鋰 (YLF) 應用於固態雷射器（英語：Solid-state_laser）中，而摻鈥的釔鐵石榴石也用於光學隔離器和微波器材（例如YIG球體（英語：YIG sphere））。鈥雷射器的發射波長為 2.1 微米。^[22] 它們用於醫療、牙科和光纖。^[4]

鈥是用於立方氧化鋯和玻璃的著色劑之一，可提供黃色或紅色著色。^[23] 含有氧化鈥或其溶液（溶劑通常是過氯酸）的玻璃在 200–900 nm 的光譜範圍內有尖銳的光吸收峰。因此它們被用作單色器的校準標準^[24] ，可以商購。^[25]

半衰期較長的放射性同位素 ^166m1Ho 用於校準伽馬射線光譜儀。^[26]

在2017年3月，IBM宣布他們已經開發出一種技術，可以在氧化鎂上的單個鈥原子上存儲一位元數據。^[27]

憑藉足夠的量子和經典控制技術，鈥可能是製造量子計算機的理想物質。^[28]

生物作用

鈥在人體中沒有用處，但鈥鹽能夠促進新陳代謝。^[19]人體通常每年消耗大約一毫克鈥。植物不容易從土壤中吸收鈥。一些蔬菜的鈥含量已經過測量，達到100 ppt。^[7]

毒性

如果吸入、食用或注射大量的鈥鹽會對人體造成嚴重損害。鈥的長期影響不明。鈥的急性毒性（英語：acute toxicity）較低。^[29]

參見

• Category:鈥化合物