鈥

鈥（Holmium；舊譯錵），是一種化學元素，其化學符號為鈥，原子序數為67，原子量為164.930329u，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。第一電離能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。

## 性質

### 物理性質

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。

鈥是所有天然的化學元素中，磁矩最高的， (10.6µB) 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。鈥在標準情況下是順磁性的，但在19K的溫度以下是鐵磁性的。

### 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)93+配合物出現：

2 Ho (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Ho3+ (aq) + 3 SO42- (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。

### 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，同核異構體 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。

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。

使用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。

在亨利·莫塞萊關於原子序數的經典論文 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

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。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。

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。依質量計，它組成了宇宙的 500 ppt。

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。鈥在稀土金屬中相對便宜，價格為 1000 USD/kg.

## 應用

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。由於它可以吸收核裂變產生的中子，它也被用作可燃毒物來調節核反應堆。

摻鈥的釔鐵石榴石 (YIG)和氟化釔鋰 (YLF) 應用於固態雷射器中，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）。鈥雷射器的發射波長為 2.1 微米。它們用於醫療、牙科和光纖。

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。含有氧化鈥或其溶液（溶劑通常是高氯酸）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，可以商購。

半衰期較長的放射性同位素 166m1Ho 用於校準伽馬射線光譜儀。

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。

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。

## 生物作用

鈥在人體中沒有用處，但鈥鹽能夠促進新陳代謝。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。

### 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。鈥的急性毒性較低。

## 基本資料

- 名稱·符號·序數：67
- 名稱·符號·序數：Ho
- 名稱·符號·序數：holmium
- left：鏑
- right：鉺
- 元素類別：鑭系元素
- 族·週期·區：6
- 族·週期·區：f
- 族·週期·區：n/a
- 外貌：銀白色
- 標準原子質量：164.930329(5)
- 電子排布：Xe 4f11 6s2
- 電子排布：2, 8, 18, 29, 8, 2
- 物態：固體
- 密度：8.79
- 熔點時液體密度：8.34
- 熔點：1734
- 熔點：1461
- 熔點：2662
- 沸點：2873
- 沸點：2600
- 沸點：4712
- 熔化熱：17.0
- 汽化熱：251
- 比熱容：27.15
- vapor pressure 1：1432
- vapor pressure 10：1584
- vapor pressure 100：(1775)
- vapor pressure 1 k：(2040)
- vapor pressure 10 k：(2410)
- vapor pressure 100 k：(2964)
- 晶體結構：六方密堆積
- oxidation states：0, +1, +2, +3
- oxidation states comment：鹼性的氧化物
- 電負性：1.23
- 3：581.0
- 3：1140
- 3：2204
- 原子半徑：176
- 共價半徑：192±7
- 磁序：順磁性
- 電阻率：poly: 814
- electrical resistivity comment：(at r.t.)
- 熱導率：16.2
- 熱膨脹係數：poly: 11.2
- thermal expansion comment：(at r.t.)
- 聲速（細棒）：2760
- 剪切模量：26.3
- 體積模量：40.2
- 泊松比：0.231
- 維氏硬度：410–600
- 布氏硬度：500–1250
- CAS號：7440-60-0
- 發現：馬克·德拉方丹
- 發現：1878