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氧化钬:修订间差异

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==历史==
==历史==
钬(''Holmia'',为[[斯德哥尔摩]]的拉丁名)是1878年由[[马克·德拉方丹]]和{{link-en|雅克-路易斯·索雷|Jacques-Louis Soret}}[[化學元素發現年表|发现]]的,他们当时注意到一种未知元素的异常的吸收光谱带<ref>{{cite journal|title = Sur les spectres d'absorption ultra-violets des terres de la gadolinite|author = Jacques-Louis Soret|journal = Comptes rendus de l'Académie des sciences|volume = 87|pages = 1062|year = 1878|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3043m/f1124.table}}
钬(''Holmia'',为[[斯德哥尔摩]]的拉丁名)是1878年由[[马克·德拉方丹]]和{{link-en|雅克-路易斯·索雷|Jacques-Louis Soret}}[[化學元素發現年表|发现]]的,他们当时注意到一种未知元素的异常的吸收光谱带<ref>{{cite journal|title = Sur les spectres d'absorption ultra-violets des terres de la gadolinite|author = Jacques-Louis Soret|journal = Comptes rendus de l'Académie des sciences|volume = 87|pages = 1062|year = 1878|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3043m/f1124.table|access-date = 2015-01-19|archive-date = 2014-08-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20140824082745/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3043m/f1124.table|dead-url = no}}</ref><ref>{{cite journal|title = Sur le spectre des terres faisant partie du groupe de l'yttria|author = Jacques-Louis Soret|journal = Comptes rendus de l'Académie des sciences|volume = 89|pages = 521|year = 1879|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3046j/f550.table|access-date = 2015-01-19|archive-date = 2014-08-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20140824082818/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3046j/f550.table|dead-url = no}}</ref>。1878年末,{{link-en|佩尔·特奥多尔·克里夫|Per Teodor Cleve}}也在[[氧化铒]]研究中独立发现了这种元素<ref>{{cite journal|title = Sur deux nouveaux éléments dans l'erbine|author = [[Per Teodor Cleve]]|journal = Comptes rendus de l'Académie des sciences|volume = 89|pages = 478|year = 1879|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3046j/f432.table|access-date = 2015-01-19|archive-date = 2014-08-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20140824082831/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3046j/f432.table|dead-url = no}}</ref><ref>{{cite journal|title = Sur l'erbine|author = Per Teodor Cleve|journal = Comptes rendus de l'Académie des sciences|volume = 89|pages = 708|year = 1879|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3046j/f759.table|access-date = 2015-01-19|archive-date = 2014-08-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20140824082802/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3046j/f759.table|dead-url = no}}</ref>。
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利用化学家{{link-en|卡尔·古斯塔夫·莫桑德|Carl Gustaf Mosander}}发展的方法,克里夫清理出了氧化铒中的杂质,杂质中有棕色和绿色两种杂质,他把棕色物质以其家乡斯德哥尔摩命名为“钬”(holmia),把绿色物质命名为“[[铥]]”(thulia)。后来发现,他分离出的其实分别是氧化钬和[[氧化铥]]。<ref name=history3>{{cite book| pages=180–181| url =http://books.google.com/?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA180| title =Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements| author =John Emsley| publisher=Oxford University Press |location =US| year = 2001| isbn = 0-19-850341-5}}</ref>
利用化学家{{link-en|卡尔·古斯塔夫·莫桑德|Carl Gustaf Mosander}}发展的方法,克里夫清理出了氧化铒中的杂质,杂质中有棕色和绿色两种杂质,他把棕色物质以其家乡斯德哥尔摩命名为“钬”(holmia),把绿色物质命名为“[[铥]]”(thulia)。后来发现,他分离出的其实分别是氧化钬和[[氧化铥]]。<ref name=history3>{{cite book| pages=180–181| url =http://books.google.com/?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA180| title =Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements| author =John Emsley| publisher=Oxford University Press |location =US| year = 2001| isbn = 0-19-850341-5}}</ref>
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==矿体赋存==
==矿体赋存==
[[File:Gadolinitas.jpg|thumb|left|硅铍钇矿]]
[[File:Gadolinitas.jpg|thumb|left|硅铍钇矿]]
氧化钬以痕量存在于{{link-en|硅铍钇矿|gadolinite}}、[[磷铈镧矿]]和其他稀土矿中。钬金属在空气中会立即氧化,因此天然钬与钬是同意语。钬在地球上的丰度为1.4&nbsp;mg/kg,各元素中排第56位<ref name=history/>。钬矿主要分布[[中国]]、[[美国]]、[[巴西]]、[[印度]]、[[斯里兰卡]]和[[澳大利亚]],总储量估算为400,000吨<ref name=history>{{cite book| pages=181–182| url =http://books.google.com/?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA181| title =Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements| author =John Emsley| publisher=Oxford University Press |location =US| year = 2001| isbn = 0-19-850341-5}}</ref>。
氧化钬以痕量存在于[[硅铍钇矿]]、[[磷铈镧矿]]和其他稀土矿中。钬金属在空气中会立即氧化,因此天然钬与钬是同意语。钬在地球上的丰度为1.4&nbsp;mg/kg,各元素中排第56位<ref name=history/>。钬矿主要分布[[中国]]、[[美国]]、[[巴西]]、[[印度]]、[[斯里兰卡]]和[[澳大利亚]],总储量估算为400,000吨<ref name=history>{{cite book| pages=181–182| url =http://books.google.com/?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA181| title =Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements| author =John Emsley| publisher=Oxford University Press |location =US| year = 2001| isbn = 0-19-850341-5}}</ref>。


==工业生产==
==工业生产==
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==应用==
==应用==
[[File:HoOxideSolution.jpg|thumb|4%的氧化钬溶于10%的高氯酸,永久融合入石英比色皿,可作为光学校准用标准]]
[[File:HoOxideSolution.jpg|thumb|4%的氧化钬溶于10%的高氯酸,永久融合入石英比色皿,可作为光学校准用标准]]
氧化钬可用作[[苏联钻]]和[[玻璃]]的黄、红着色剂<ref>{{cite web| accessdate=2009-06-06| url=http://www.geologyrocks.co.uk/tutorials/cubic_zirconia| title=Cubic zirconia}}</ref>。含有氧化钬的玻璃和氧化钬溶液(常为[[高氯酸]]溶液)在 200-900&nbsp;nm范围内的光谱有明锐的吸收峰,因此可用作光谱仪校准用标准<ref>{{cite journal|url=http://www.clinchem.org/cgi/reprint/10/12/1117.pdf| journal =Clinical Chemistry| volume = 10| year =1964|title =Uses for a Holmium Oxide Filter in Spectrophotometry| author = R. P. MacDonald| pmid=14240747| issue=12|pages=1117–20}}</ref><ref>{{cite journal| doi = 10.1021/ac0255680| title = An International Evaluation of Holmium Oxide Solution Reference Materials for Wavelength Calibration in Molecular Absorption Spectrophotometry| year = 2002| author = Travis, John C.| journal = Analytical Chemistry| volume = 74| pages = 3408–15| pmid = 12139047| last2 = Zwinkels| first2 = JC| last3 = Mercader| first3 = F| last4 = Ruíz| first4 = A| last5 = Early| first5 = EA| last6 = Smith| first6 = MV| last7 = Noël| first7 = M| last8 = Maley| first8 = M| last9 = Kramer| first9 = GW| last10 = Eckerle| first10 = Kenneth L.| last11 = Duewer| first11 = David L.| issue = 14| display-authors = 8}}</ref>,并且已经商业化<ref>{{cite web| url=http://www.labshoponline.com/holmium-glass-filter-spectrophotometer-calibration-p-88.html| accessdate=2009-06-06| title =Holmium Glass Filter for Spectrophotometer Calibration}}</ref>。如其他稀土元素一样,氧化钬也用作特种[[催化剂]]、[[磷光体]]和[[激光]]材料。钬激光波长约为2.08 μm,可以是脉冲也可以是连续光。这种激光对眼无害,可用于医学、[[光学雷达]]、风速测量和大气监测。<ref>{{cite book| page=125| url=http://books.google.com/?id=0BFHEev-pMgC&pg=PA127| title = The physics and engineering of solid state lasers| author = Yehoshua Y. Kalisky| publisher = SPIE Press| year = 2006| isbn = 0-8194-6094-X}}</ref>
氧化钬可用作[[苏联钻]]和[[玻璃]]的黄、红着色剂<ref>{{cite web| accessdate=2009-06-06| url=http://www.geologyrocks.co.uk/tutorials/cubic_zirconia| title=Cubic zirconia| deadurl=yes| archiveurl=https://web.archive.org/web/20090424075328/http://www.geologyrocks.co.uk/tutorials/cubic_zirconia| archivedate=2009-04-24}}</ref>。含有氧化钬的玻璃和氧化钬溶液(常为[[高氯酸]]溶液)在 200-900&nbsp;nm范围内的光谱有明锐的吸收峰,因此可用作光谱仪校准用标准<ref>{{cite journal|url=http://www.clinchem.org/cgi/reprint/10/12/1117.pdf|journal=Clinical Chemistry|volume=10|year=1964|title=Uses for a Holmium Oxide Filter in Spectrophotometry|author=R. P. MacDonald|pmid=14240747|issue=12|pages=1117–20|access-date=2015-01-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20111205221417/http://www.clinchem.org/cgi/reprint/10/12/1117.pdf|archive-date=2011-12-05|dead-url=yes}}</ref><ref>{{cite journal| doi = 10.1021/ac0255680| title = An International Evaluation of Holmium Oxide Solution Reference Materials for Wavelength Calibration in Molecular Absorption Spectrophotometry| year = 2002| author = Travis, John C.| journal = Analytical Chemistry| volume = 74| pages = 3408–15| pmid = 12139047| last2 = Zwinkels| first2 = JC| last3 = Mercader| first3 = F| last4 = Ruíz| first4 = A| last5 = Early| first5 = EA| last6 = Smith| first6 = MV| last7 = Noël| first7 = M| last8 = Maley| first8 = M| last9 = Kramer| first9 = GW| last10 = Eckerle| first10 = Kenneth L.| last11 = Duewer| first11 = David L.| issue = 14| display-authors = 8}}</ref>,并且已经商业化<ref>{{cite web|url=http://www.labshoponline.com/holmium-glass-filter-spectrophotometer-calibration-p-88.html |accessdate=2009-06-06 |title=Holmium Glass Filter for Spectrophotometer Calibration |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100314163906/http://www.labshoponline.com/holmium-glass-filter-spectrophotometer-calibration-p-88.html |archivedate=2010-03-14 }}</ref>。如其他稀土元素一样,氧化钬也用作特种[[催化剂]]、[[磷光体]]和[[激光]]材料。钬激光波长约为2.08 μm,可以是脉冲也可以是连续光。这种激光对眼无害,可用于医学、[[光学雷达]]、风速测量和大气监测。<ref>{{cite book| page=125| url=http://books.google.com/?id=0BFHEev-pMgC&pg=PA127| title = The physics and engineering of solid state lasers| author = Yehoshua Y. Kalisky| publisher = SPIE Press| year = 2006| isbn = 0-8194-6094-X}}</ref>
<!-- 用于制造新型光源[[钬灯]],也用作[[钇铝石榴石|钇铝]]和[[钇铁石榴石]]掺入剂及制取金属[[钬]]的原料。 -->
<!-- 用于制造新型光源[[钬灯]],也用作[[钇铝石榴石|钇铝]]和[[钇铁石榴石]]掺入剂及制取金属[[钬]]的原料。 -->
==对健康的影响==
==对健康的影响==
氧化钬不是太危险,但反复过量接触会引起{{link-en|肉芽肿瘤|granuloma}}和{{link-en|血红蛋白血症|hemoglobinemia}}。氧化钬具有低口服毒性、皮肤毒性和吸入毒性,无刺激性。口服半数致死量大于1g每千克体重。<ref>{{cite web| accessdate=2009-06-06| url=http://www.espimetals.com/msds%27s/holmiumoxide.pdf| title= External MSDS}}</ref>
氧化钬不是太危险,但反复过量接触会引起{{link-en|肉芽肿瘤|granuloma}}和{{link-en|血红蛋白血症|hemoglobinemia}}。氧化钬具有低口服毒性、皮肤毒性和吸入毒性,无刺激性。口服半数致死量大于1g每千克体重。<ref>{{cite web| accessdate=2009-06-06| url=http://www.espimetals.com/msds%27s/holmiumoxide.pdf| title=External MSDS| archive-url=https://web.archive.org/web/20080309110140/http://www.espimetals.com/msds%27s/holmiumoxide.pdf| archive-date=2008-03-09| dead-url=yes}}</ref>


==参考资料==
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{{钬化合物}}
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[[Category:氧化物]]
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{{钬化合物}}

[[pl:Holmia]]

2024年1月24日 (三) 10:03的最新版本

氧化钬
IUPAC名
Holmium(III) oxide
别名 三氧化二钬
识别
CAS号 12055-62-8  checkY
PubChem 4232365
ChemSpider 3441223
SMILES
 
  • [O-2].[Ho+3].[O-2].[Ho+3].[O-2]
InChI
 
  • 1/2Ho.3O/rHo2O3/c3-1-5-2-4
InChIKey JYTUFVYWTIKZGR-VLHOCPAZAL
EINECS 235-015-3
性质
化学式 Ho2O3
摩尔质量 377.86 g·mol−1
外观 浅黄色不透明的晶体
密度 8.41 g cm-3
熔点 2415 °C(2688 K)
沸点 3900 °C(4173 K)
能隙 5.3 eV [1] eV
折光度n
D
1.8 [1]
结构
晶体结构 立方晶系, cI80
空间群 Ia-3, No. 206
热力学
ΔfHm298K -1880.7 kJ mol-1
S298K 158.2 J mol-1 K-1
热容 115.0 J mol-1 K-1
危险性
安全术语 S:S22, S24/25
MSDS External MSDS
相关物质
相关化学品 氧化钐
氧化铕
氧化镥
氧化钷
三氧化二铽
氧化铥
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

氧化钬,又称三氧化二钬,化学式Ho2O3,是稀土元素元素组成的化合物,与氧化镝并为已知顺磁性最强的物质之一。氧化钬是氧化铒矿物的成分之一。天然状态下,氧化钬常与镧系元素的三价氧化物共存,需要专门方法才能将其分离。氧化钬可用于制备特殊颜色的玻璃。含有氧化钬的玻璃和溶液的可见吸收光谱有一系列尖锐的峰,因此传统上用作分光光谱仪校准用标准。

性质

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粉红色的氧化钬(III)

外观

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依光照条件,氧化钬有相当显著的颜色变化。日光照射下为浅黄色,三原色光源下,呈强橘红色,与同样光照下的氧化铒几乎无法区分,这与它的明锐的磷光发射带有关 [2]。氧化钬具有宽达5.3 eV的带隙[1],因此,本应无色。氧化钬的黄色是大量的晶格缺陷(比如氧空位)和Ho3+的内转换造成的[2]

晶体结构

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Ho2O3在室温下沿立方轴的结构,红色原子为氧原子

氧化钬晶体属于立方晶系,但结构更为复杂,每个单胞有许多原子,晶格常数较大,为1.06 nm。这种结构是重稀土元素的氧化物的典型结构,比如 Tb2O3, Dy2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3和Lu2O3。氧化钬的热膨胀系数相对较大,达7.4 µm/°C[3]

反应

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氧化钬与盐酸氯化铵反应,生成氯化钬[4]

Ho2O3 + 6 NH4Cl → 2 HoCl3 + 6 NH3 + 3 H2O

历史

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钬(Holmia,为斯德哥尔摩的拉丁名)是1878年由马克·德拉方丹雅克-路易斯·索雷英语Jacques-Louis Soret发现的,他们当时注意到一种未知元素的异常的吸收光谱带[5][6]。1878年末,佩尔·特奥多尔·克里夫英语Per Teodor Cleve也在氧化铒研究中独立发现了这种元素[7][8]

利用化学家卡尔·古斯塔夫·莫桑德英语Carl Gustaf Mosander发展的方法,克里夫清理出了氧化铒中的杂质,杂质中有棕色和绿色两种杂质,他把棕色物质以其家乡斯德哥尔摩命名为“钬”(holmia),把绿色物质命名为“”(thulia)。后来发现,他分离出的其实分别是氧化钬和氧化铥[9]

矿体赋存

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硅铍钇矿

氧化钬以痕量存在于硅铍钇矿磷铈镧矿和其他稀土矿中。钬金属在空气中会立即氧化,因此天然钬与钬是同意语。钬在地球上的丰度为1.4 mg/kg,各元素中排第56位[10]。钬矿主要分布中国美国巴西印度斯里兰卡澳大利亚,总储量估算为400,000吨[10]

工业生产

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氧化钬典型的提取过程简述如下:矿物压碎研磨。反复使用电磁选矿法,从磷铈镧矿中把氧化钬分离出来。选矿之后,用热的浓硫酸处理,产生可溶于水的几种稀土元素的硫酸盐。酸性滤液用氢氧化钠部分中和至pH值在3-4之间。会以氢氧化物的形式沉淀出来。然后,溶液以草酸铵处理,把稀土盐转化为不溶的草酸盐。通过退火,草酸盐转化为氧化物,将氧化物溶于硝酸,主要成分的氧化物不溶于硝酸,这样就把铈分离了出来。

将氧化钬从稀土元素里分离出来的最高效的方法是离子交换法。稀土离子被吸附到合适的离子交换树脂上,然后用合适的络合剂,如柠檬酸铵或氨三乙酸,把稀土离子选择性冲洗出来[4]

应用

[编辑]
4%的氧化钬溶于10%的高氯酸,永久融合入石英比色皿,可作为光学校准用标准

氧化钬可用作苏联钻玻璃的黄、红着色剂[11]。含有氧化钬的玻璃和氧化钬溶液(常为高氯酸溶液)在 200-900 nm范围内的光谱有明锐的吸收峰,因此可用作光谱仪校准用标准[12][13],并且已经商业化[14]。如其他稀土元素一样,氧化钬也用作特种催化剂磷光体激光材料。钬激光波长约为2.08 μm,可以是脉冲也可以是连续光。这种激光对眼无害,可用于医学、光学雷达、风速测量和大气监测。[15]

对健康的影响

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氧化钬不是太危险,但反复过量接触会引起肉芽肿瘤英语granuloma血红蛋白血症英语hemoglobinemia。氧化钬具有低口服毒性、皮肤毒性和吸入毒性,无刺激性。口服半数致死量大于1g每千克体重。[16]

参考资料

[编辑]
  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Wiktorczyk, T. Preparation and optical properties of holmium oxide thin films. Thin Solid Films. 2002, 405: 238. doi:10.1016/S0040-6090(01)01760-6. 
  2. ^ 2.0 2.1 Su, Yiguo; Li, Guangshe; Chen, Xiaobo; Liu, Junjie; Li, Liping. Hydrothermal Synthesis of GdVO4:Ho3+ Nanorods with a Novel White-light Emission. Chemistry Letters. 2008, 37 (7): 762. doi:10.1246/cl.2008.762. 
  3. ^ Singh, H; Dayal, B. Precise determination of the lattice parameters of holmium and erbium sesquioxides at elevated temperatures. Journal of the Less Common Metals. 1969, 18 (2): 172. doi:10.1016/0022-5088(69)90137-4. 
  4. ^ 4.0 4.1 Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. 2003: 340;445 [2009-06-06]. ISBN 0-07-049439-8. 
  5. ^ Jacques-Louis Soret. Sur les spectres d'absorption ultra-violets des terres de la gadolinite. Comptes rendus de l'Académie des sciences. 1878, 87: 1062 [2015-01-19]. (原始内容存档于2014-08-24). 
  6. ^ Jacques-Louis Soret. Sur le spectre des terres faisant partie du groupe de l'yttria. Comptes rendus de l'Académie des sciences. 1879, 89: 521 [2015-01-19]. (原始内容存档于2014-08-24). 
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