Holmium on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Ho (lat.holmium) ja järjestysluku 67. Holmium on lantanoidien sarjaan kuuluva suhteellisen kova[2] ja taipuisa hopeanvalkoinen metallinen harvinainen maametalli[3], joka on vakaa kuivassa ilmassa huoneenlämpötilassa. Tiheys on 8,795 g/cm3. Sulamispiste on 1 474 °C ja kiehumispiste 2 700 °C.[2] Puhtaana holmium heijastaa valoa lähes yhtä hyvin kuin hopea, mutta se tummenee ilmassa nopeasti keltaiseksi holmium(III)oksidiksi Ho2O3.[3][4]
Holmiumilla on suurin magneettinenpermeabiliteetti kaikista luonnollisista alkuaineista ja sillä on myös muita epätavallisia magneettisia ominaisuuksia.[4] Holmium on voimakkaasti paramagneettista yli −140 °C lämpötilassa. Tässä lämpötilassa metalli järjestyy antiferromagneettisesti ja edelleen lämpötilan laskiessa −254 °C:ssa sen magneettiset momentit kääntyvät niin, että se saavuttaa ferrimagneettisen rakenteen.[2]
Holmiumin, joka on saanut nimensä Tukholman latinankielisen nimen (lat.Holmia) mukaan,[3] löysivät Marc Delafontaine ja Jacques-Louis Soret vuonna 1878 spektristä. Hieman myöhemmin vuonna 1879 ruotsalainen kemisti Per Teodor Cleve riippumattomasti löysi alkuaineen oksidimuodossa ja nimesi sen kotikaupunkinsa mukaan.[2][5][6] Ensimmäisenä puhdasta metallista holmiumia valmisti Otto Holmberg vuonna 1911.[4][7]
Esiintyminen
Holmiumia ei esiinny vapaana, vaan yhdistyneenä muihin alkuaineisiin gadoliniitissa ja monatsiitissa sekä muissa harvinaisia maametalleja sisältävissä mineraaleissa. Metallista holmiumia voidaan valmistaa kuumentamalla holmiumkloridia tai holmiumfluoridiakalsiumin kanssa.[6] Holmium on hyvin harvinaista maankuoressa, tyypillisesti monatsiittihiekka sisältää vain 0,05 % holmiumia.[8] Se on eräs harvinaisimmista harvinaisista maametalleista luonnossa ja yleisyydeltään maankuoressa samaa luokkaa talliumin kanssa.[2]
Isotoopit
Kaiken luonnossa esiintyvän holmiumin muodostaa sen ainoa vakaa isotooppi165Ho, mutta sille tunnetaan 35 radioisotooppia aina holmium-140:stä holmium-175:n saakka. Radioaktiivisista isotoopeista pysyvin on 163Ho, jonka puoliintumisaika on 4 570 vuotta. Seuraavaksi pysyvimmät ovat 166Ho puoliintumisajalla 26,8 tuntia ja 167Ho puoliintumisajalla 3,1 tuntia. Useimpien isotooppien puoliintumisajat ovat huomattavasti alle yhden minuutin. Holmiumin ydinisomeeri166m1Ho on poikkeuksellinen: sen puoliintumisaika on peräti 1 133 vuotta. Holmiumilla on useita muitakin ydinisomeerejä. Isotoopeilla, joiden massaluku on pienempi kuin pysyvällä 165Ho:llä, pääasiallinen hajoamistapa on elektronisieppaus, kun taas raskaammilla se on beetahajoaminen.[2][9]
Käyttö
Holmiumilla on suurin magneettinenpermeabiliteetti kaikista luonnollisista alkuaineista ja sillä on myös muita epätavallisia magneettisia ominaisuuksia.[4]Yttriumin kanssa seostettuna se muodostaa hyvin magneettisia seoksia. Magneettisten ominaisuuksiensa takia holmiumia on käytetty voimakkaimpien kestomagneettien materiaalina,[3] tosin alkuainemuodossa olevan holmiumin poikkeavat magneettiset ominaisuudet tulevat esiin vain hyvin matalissa lämpötiloissa.[5]
Holmiumilla on vain vähän käyttökohteita tutkimuksen ulkopuolella[2]. Sitä on käytetty ydinreaktoreiden säätösauvoissa[3], lasereissa[3] (ns. Ho:YAG) ja eräitä sen yhdisteitä keltaisena värjäysaineena lasituotteissa. Holmiumoksidia on käytetty kuumuutta kestävänä materiaalina joissain erityissovelluksissa.[2]
Suuret määrät holmiumsuoloja voivat olla elimistölle vaarallisia. Kuitenkin muiden harvinaisten maametallien tavoin holmiumin akuutti myrkyllisyys näyttäisi olevan suhteellisen vähäinen. Holmiumilla ei ole mitään tunnettua biologista roolia.[4][10]
↑ abBrett F. Thornton, Shawn C. Burdette: Homely holmium – in your element. Nature Chemistry, kesäkuu 2015, 7. vsk. Macmillan Publishers Limited. Artikkelin verkkoversio. (pdf) Viitattu 10.10.2019. (englanniksi)
↑ abJohn Emsley: Nature's building blocks: an A–Z guide to the elements, s. 181–182. Oxford University Press, 2001. ISBN 0198503415Teoksen verkkoversio.
↑Audi, G. et al.: The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties. Chinese Physics C, 2017, 41. vsk, nro 3, s. 030001-1-030001-138. IOP Publishing. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001Artikkelin verkkoversio. (pdf) Viitattu 2.2.2020. (englanniksi) (Arkistoitu – Internet Archive)
