У 1878 році швейцарські хіміки Марк Делафонтен та Жак-Луї Соре відкрили цей елемент спектроскопічно та назвали його ›X‹. У 1879 незалежно від них гольмій відкрив шведський хімік Пер Теодор Клеве і виділив його у вигляді жовтого оксиду із забрудненого ербію (оксиду ербію). Клеве використав розроблену іншим шведським хіміком Мосандером (Carl Gustaf Mosander) методику: спочатку відділив всі відомі речовини і отримав залишок який теж розділився на два. Перший коричневий — називає його Гольмія а другий зелений — Тулія.
Тільки у 1911 році вдалося іншому шведському хіміку Гольмбергу отримати чистий оксид гольмію. Металевий гольмій вперше отримали лише у 1940 році.
Етимологія
Назва походить від латинізованої назви Стокгольма — лат.Holmia — Гольмія.
Питомий опір монокристала вздовж головної осі — 61×10−8 Ом·м, у перпендикулярному напрямку — 102×10−8 Ом·м, у полікристала — 94×10−8 Ом·м. Температурний коефіцієнт електричного опору — 1,71×10−3 К−1.[1]
За кімнатної температури — парамагнетик. при охолоджені до 132 К (точка Нееля) перетворюється на гелікоїдний антиферомагнетик, причому у цій фазі він має рекордне серед простих речовин магнітне поле насичення — 3,9 Тесла[2], а при подальшому охолоджені до 19,6 К (точка Кюрі) — у гелікоїдний феромагнетик[1].
Гольмій у феромагнітному стані має найвищу серед простих речовин магнітну проникність.
За низьких температур, близьких до точки Кюрі, у гольмії утворюються складні магнітні структури типу сліп-спін (спінове проковзування). За температур 21 К, 42 К і 98 К у гольмії фіксуються магнітні аномалії[3].
β-гольмій існує у вузькому температурному діапазоні між 1700 К і 1740 К (температура плавлення). Він має об'ємноцентровану кубічну ґратку з параметром a=3,96 Å.
Ho реагує з розбавленою сульфатною кислотою з утворенням Ho(III) іону який забарвлює розчин у жовтий колір (існує як [Ho(OH2)9]3+ аквакомплекс)
2Ho + 3H2SO4 → 2Ho3+ + 3SO2− 4 + 3H2↑
Ізотопи
Весь природній гольмій складається лише з одного ізотопу, Ho165.
Штучно було отримано ще 54 ізотопів гольмію з масовими числами від 140 до 172, 23 з яких — метастабільні.
З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають Ho163 (4570 років) і Ho166m (1200 років)[6].
Отримання
Як і інші лантаноїди, гольмій переважно добувається з монацитових пісків. Типова частка гольмію в них — 0,05 %[7].
Після дещо складного процесу відділення від попутних елементів, переводять оксид гольмію за допомогою HF у фторид. Після чого відновлюють кальцієм до металу. Решту кальцію із сплаву відганяють плавкою у вакуумі.
Щороку видобувають близько 10 тонн гольмію. Основними постачальниками металу є Китай, США, Бразилія, Індія, Шрі-Ланка і Австралія[8].
Застосування
Використання гольмію стримується його рідкістю, через що він замінюється іншими лантаноїдами, де це можливо.
Ітриєво-алюмінієві гранати, доповані гольмієм (Ho:YAG), є робочим тілом для гольмієвих твердотільних лазерів. Такі лазери мають дуже вузьку лінію випромінювання, а також працюють у безпечному для очей діапазоні (близько 2 мікрометрів — ближнє інфрачервоне випромінювання), тому використовуються для хірургічної ендоскопії[10][11]. Також, оскільки випромінювання таких лазерів порівняно слабко поглинається в атмосфері, в авіації з їх допомогою фіксуються атмосферні вихори по курсу прямування літаків та біля аеропортів[10].
Оксид гольмію використовується як колорант для фіаніту і скла. Він забарвлює їх в червоний або жовтий колір[12].
Довгоживучий метастабільний ізотоп 166mHo використовується для калібрування гамма-спектрометрів[13].
Гольмій є непоганим поглиначем нейтронів, тому використовується у керувальних стрижнях ядерних реакторів.
