Holmium

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Holmium
DysprosiumHolmiumErbium
   
 
67
Ho
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Ho
Es
Tableau completTableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Holmium, Ho, 67
Série chimique Lanthanides
Groupe, période, bloc L/A, 6, f
Masse volumique 8,795 g·cm-3 (25 °C)[1]
Couleur blanc métallique
No CAS 7440-60-0 [2]
Propriétés atomiques
Masse atomique 164,93033 ± 0,00002 u[1]
Rayon atomique (calc) 247 pm
Rayon de covalence 192 ± 7 pm [3]
Configuration électronique [Xe] 4f11 6s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 29, 8, 2
État(s) d’oxydation 3
Oxyde basique
Structure cristalline Hexagonal compact
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 1 472 °C [1]
Point d’ébullition 2 700 °C [1]
Énergie de fusion 11,76 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 241 kJ·mol-1
Volume molaire 19,01×10-3 m3·mol-1
Vitesse du son 2 170 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,23
Chaleur massique 160 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 1,24×106 S·m-1
Conductivité thermique 16,2 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[4]
1re : 6,0215 eV 2e : 11,80 eV
3e : 22,84 eV 4e : 42,5 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
163Ho {syn.} 4 570 a ε 0,003 163Dy
165Ho 100 % stable avec 98 neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[5]


SGH[6]
SGH02 : Inflammable
Danger
H228, P210,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L’holmium est un élément chimique de symbole Ho et de numéro atomique 67.

L'holmium est un métal du groupe des terres rares. Comme les autres lanthanides, il est malléable et ductile à température ambiante, s'oxyde lentement dans l'air sec mais rapidement dans l'air humide.

Le nom dérive de Holmia, le nom latinisé pour Stockholm.

Il est extrait, comme la plupart des terres rares, de la monazite qui en contient environ 0,05 %

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

Échantillon d'holmium.

Il possède le moment magnétique le plus élevé de tous les éléments : 10,6 µB ce qui permet de l'utiliser pour concentrer les flux magnétiques.

Le magnéton de Bohr (µB) est une unité de référence, correspondant à 0,9273*10−23 J/T(=J/(Wb/m²)=A.m²).

Parmi les éléments de terres rares c'est l'un des seuls à être vraiment rare... Son prix est d'environ $1000.00 par kg[7].

Découverte[modifier | modifier le code]

En 1789, le chimiste finlandais Johan Gadolin identifie un nouvel oxyde (ou « terre ») dans un échantillon d'ytterbite (rebaptisée plus tard « gadolinite » en son honneur). Cette nouvelle roche avait été découverte deux ans auparavant par le lieutenant Carl Axel Arrhenius près du village d'Ytterby en Suède. Ces travaux sont confirmés en 1797 par Anders Gustaf Ekeberg qui baptise le nouvel oxyde yttria[8].

Près d'un demi-siècle plus tard, le Suédois Carl Gustav Mosander parvient à isoler trois composés distincts à partir de l'yttria grâce à de nouveaux procédés de cristallisation fractionnée. Il décide de conserver le terme yttria pour la fraction incolore (oxyde d'yttrium pur) et nomme la fraction jaune erbia et la fraction rose terbia, toujours en rappel du village d'Ytterby. Pour d'obscures raison, les successeurs de Mosander intervertiront ces deux termes. C'est ainsi que erbia (l'erbine) finit par désigner l'oxyde d'erbium (rose) et terbia (la terbine) l'oxyde de terbium (jaune)[9].

En 1878, le chimiste suisse Marc Delafontaine croit découvrir dans la samarskite un nouvel élément qu'il nomme philippium (symbole Pp), en l'honneur de son bienfaiteur Philippe Plantamour. Par ailleurs, ses recherches sur l'yttria issue de la gadolinite sont analysées par son compatriote Jacques-Louis Soret qui y confirme la présence d'un quatrième oxyde, aux côtés de l'erbine et de la terbine. Il lui donne provisoirement le nom de « terre X »[10]. Parallèlement, Jean Charles Galissard de Marignac découvre à Genève que l'erbine n'est pas homogène et il parvient à en extraire un nouvel élément, qu'il nomme ytterbium. A Uppsala, Per Thodor Cleve décide de concentrer ses recherches sur les sels d'erbium restant après cette séparation. En 1879, il obtient trois fractions distinctes qu'il soumet à un examen spectroscopique. L'une correspond bien à l'erbium, mais les deux autres sont inconnues. En l'honneur de son pays, Cleve propose de les nommer holmium, d'après le nom latin de Stockholm, et thulium, d'après le nom légendaire de la Scandinavie[9].

En observant le spectre obtenu par Cleve pour l'holmium, Soret réalise qu'il correspond parfaitement à celui de sa « terre X », mais accepte en 1880 le nom choisi par le chimiste suédois. Il est probable que le philippium de Delafontaine était également de l'holmium impur et les trois scientifiques sont donc crédités de la découverte de cet élément[10].

Quelques années plus tard, en 1886, Paul Émile Lecoq de Boisbaudran découvre que l'holmium de Cleve n'est pas homogène. Après un long processus de séparation, il en isole un nouvel élément, baptisé dysprosium en raison des difficultés rencontrées dans ce processus (du grec δυσπρόσιτος « difficile à obtenir »)[8]. L'oxyde d'holmium pur (jaune) est obtenu par le chimiste suédois Otto Holmberg en 1911[11].

Applications[modifier | modifier le code]

Peu d'applications spécifiques malgré des caractéristiques magnétiques inhabituelles.

  • Laser : les lasers YAG (grenat yttrium-aluminium), dopés avec des composés d'holmium, fournissent une lumière infrarouge (à 2,1 µm) et sont principalement utilisés à des fins médicales.
  • Teinture du verre : l'oxyde d'holmium donne au verre une couleur rose spécifique.
  • Magnétisme : pièces polaires pour des aimants
  • Composé supraconducteur : Quelques exemples cités dont HoBa2Cu3O7

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ , 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC,‎ , 89e éd., p. 10-203
  5. [ IFA GESTIS]
  6. [ SIGMA-ALDRICH]
  7. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rare_earths/740798.pdf
  8. a et b (en) John Emsley, Nature's building blocks : an A-Z guide to the elements, Oxford University Press,‎ , 240–242 p. (ISBN 0198503415, lire en ligne).
  9. a et b (en) Per Enghag, Encyclopedia of the Elements, John Wiley & Sons,‎ , 1309 p. (lire en ligne).
  10. a et b (en) Marco Fontani, Mariagrazia Costa et Mary Virginia Orna, The Lost Elements : The Periodic Table's Shadow Side, Oxford University Press,‎ , 531 p. (lire en ligne).
  11. (sv) Otto Holmberg, « Bidrag till kännedomen om Holmium », Arkiv för Kemi, Mineralogi och Geologi, vol. 4, no 10,‎ , p. 1–4.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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