氢化钬 | 7440-60-0

• 物质功能分类: 无机化工 - 单质
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相镧系化合物
• 中文名称: 氢化钬
• 中文别名: 钬；钬锭；钬粉；三氢化钬；钬棒
• 英文名称: holmium
• CAS: 7440-60-0；13598-41-9
• 化学式: Ho
• 分子量: 164.93
• InChiKey: KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  1474 °C
• 沸点：
  2695 °C
• 密度：
  8.8 g/mL at 25 °C (lit.)
• 溶解度：
  溶于稀酸溶液
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 2 ppm; STEL 4 ppmOSHA: TWA 2 ppm(5 mg/m3)NIOSH: IDLH 25 ppm; TWA 2 ppm(5 mg/m3); STEL 4 ppm(10 mg/m3)
• 物理描述：
  Metal; Crystals; Yellow-green salts; [Merck Index] Soft and malleable, bright-silver metal; oxidizes in moist air and elevated temperature; [Reference #1]

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.0
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

毒理性

• 副作用

纤维原性 - 引发组织损伤和纤维化（疤痕形成）。

Fibrogenic - Inducing tissue injury and fibrosis (scarring).

来源:Haz-Map, Information on Hazardous Chemicals and Occupational Diseases

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  4.1
• 危险品标志：
  Xi
• 安全说明：
  S22,S23,S24/25,S26,S36
• 危险类别码：
  R34
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  28053090
• 危险品运输编号：
  UN 3089 4.1/PG 2
• 包装等级：
  II
• 危险类别：
  4.1

制备方法与用途

钬简介

钬是一种化学元素，其化学符号为Ho，原子序数67，属于镧系元素，也是稀土元素之一。在常温常压下，它是固体，具银色金属光泽且质地柔软可延展。镧系金属的其他成员与之结合出现。

1878年，瑞士化学家Delafontaine和Soret注意到钬的光谱吸收带并宣布存在“元素X”。同年，瑞典人克利夫独立发现了这种元素，并以瑞典首都斯德哥尔摩命名了钬元素。

发现历史

由于光谱分析法的发现、元素周期表的发表及稀土元素电化学分离工艺的进步，在19世纪下半叶促进了新的稀土元素的发现。霍姆贝格在1911年制备出纯的氧化钬，这是一种黄色的氧化物。

来源与分布

在地壳中，钬是稀土中最丰富的12种之一。尽管它是地球上第50丰富元素，仍是最不丰富的镧系金属之一。主要存在于南非和澳大利亚的辉长岩及独居石砂中，以及美国佛罗里达和卡罗来纳州的海滩砂中。独居石砂包含约50%的稀土混合物，但钬仅占其中的0.05%（按重量计）。目前可通过离子交换过程少量制备。

应用 光学与照明

• 作为金属卤素灯添加剂，能提高辐射效能。
• 钨可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂。
• 掺钬的钇铝石榴石（Ho:YAG）可发射2μm激光，对组织吸收率高。在医疗手术中不仅能提高效率和精度，还能减少热损伤区域。据报道，美国用钬激光治疗青光眼可以减轻患者痛苦。

电子与磁性

• 在磁致伸缩合金Terfenol-D中加入少量的钬可降低饱和磁化所需的外场。
• 钨具有异常的磁性，在高磁场应用中可用作材料。

制备

钬是从独居石、矿渣及其他稀土矿物中回收获得，作为镝、铥等其他稀土金属生产过程中的副产品。所有镧系元素的生产步骤相似：

1. 破碎矿石并用热浓硫酸处理或通过苛性碱熔融。
2. 采用离子交换工艺分离稀土元素。
3. 转化为卤化物盐，再还原为金属。

制备大块纯钬需在氩气氛下将氯化或氟化的HoF3与钙或镁反应： [2\text{HoF}_3 + 3\text{Ca} \rightarrow 3\text{CaF}_2 + 2\text{Ho}]

然后通过1,500°C的蒸馏获得纯钬金属。

性质

霍姆贝格在1911年制备了纯的氧化钬，这是一种黄色的氧化物。镧系元素中，钬存在于辉石、独居石及其他稀土矿物中，在独居石中以约0.05%的比例存在。霍姆贝格制得的纯氧化钬具有金属光泽至亮银色，相对柔软且延展性好，室温下干燥空气中稳定，潮湿空气及高温时会迅速氧化。此外，钬还表现出异常磁性，在高磁场应用中可用作材料。

用途

金属钬在高磁场中的特性使其适用于特殊材料的应用。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氢化钬 在 air 作用下， 生成 holmium(III) oxide
  参考文献：
  名称：

  Greene, N. D.; Hodge, F. G., Corrosion, 1966, vol. 22, p. 206 - 213

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  氯化钬 以 melt 为溶剂， 生成 氢化钬
  参考文献：
  名称：

  Ho的电沉积和来自共晶 LiCl-KCl 的 Ho-Al 合金的电化学形成

  摘要：

  LiCl-KCl-HoCl 3 熔体在惰性电极和反应电极上的电化学在 673 到 823 K 之间的温度下进行了研究。在 W 电极上，Ho(III) 的电还原在一个步骤中进行，电结晶起着重要的作用。实验电流-时间瞬变遵循基于瞬时成核的理论模型，无论施加的过电位如何，核的三维生长都如此。向电极的质量传输是一个扩散过程，阿伦尼乌斯定律的有效性得到了验证。对于 Al 电极，Ho(III) 的电还原发生在比惰性 W 电极更低的阴极电位值下，这表明形成了 Ho-Al 金属间化合物。恒电位电解得到Ho-Al合金薄膜，并通过X射线衍射和扫描电子显微镜对样品进行表征。Ho 在铝相中的活性以及 Al 3 Ho 的标准吉布斯形成能是从开路计时电位测量中估计出来的。

  DOI：

  10.1149/1.2257971
• 作为试剂：
  描述：

  1,2-二氰基苯 在 氢化钬 、 碘 作用下， 反应 26.0h， 生成
  参考文献：
  名称：

  Structural and spectroscopic characterisation of the holmium double-decker partially oxidised and bi-radical phthalocyanine complexes with iodine

  摘要：

  Two crystals of holmium(III) double-decker iodine doped phthalocyanines, HoPc(2)I(5/3) (I) and HoPc(2)I (II), were grown directly in the reaction of holmium chips with 1,2-dicyanobenzene under versatile quantity of iodine at 180-160 degrees C. The complex I crystallises in the P4/mcc space group of tetragonal system, while the complex II crystallises in the P2/c space group of monoclinic system. The space group of P4/mcc and z = 1 requires that the Ho(III) atom is statistically disordered in the HoPc(2)I(5/3) structure. The iodine atoms form linear symmetrical triiodide I(3)(-) ions in I, while the I ions in II. Assignment of iodine species as I(3)(-) in the HoPc(2)I(5/3) and I in HoPc(2)I complexes point to the +5/9 and +1 oxidation state of the HoPc(2) unit in these complexes. Thus one Pc macrocycle of the double-decker HoPc2 units has a non-integer oxidation state of -1.222 in I, while both Pc-rings are one-electron oxidised radical Pc (.)in II. Magnetic susceptibilities of HoPc(2)I(5/3) and HoPcI at room temperature are 4.56 x 10(-2) and 5.12 x 10(-2) emu/mol and the calculated magnetic moments are 10.46 and 11.08 mu(B), respectively. UV-Vis spectroscopic measurement of I and II in benzene solution were carried out and discussed. (C) 2010 Elsevier B. V. All rights reserved.

  DOI：

  10.1016/j.ica.2010.03.078

文献信息

• Primary aminomethyl derivatives of kaempferol: hydrogen bond-assisted synthesis, anticancer activity and spectral properties
  作者：Shuanglian Cai、Yangyang Kong、Dan Xiao、Yun Chen、Qiuan Wang

  DOI：10.1039/c7ob02927f

  日期：——

  products of kaempferol. The formation of appropriate hydrogen bonds between strong nucleophilic amino acids and phenol is essential for the smooth reaction of the SN2 nucleophilic substitution. The SN2 mechanism hypothesis involving a hydrogen bond-assisted process was also supported by the density functional theory (DFT) analysis. An antiproliferative test of synthetic compounds shows the moderate to potent

  通过涉及曼尼希反应和S N 2亲核取代两个步骤的组合策略合成了山emp酚的一系列伯氨甲基伯衍生物。产物的结构表明，优先的氨基甲基化在山emp酚的A环的C-6或C-8位置，尤其是后者。有趣的是，实验数据表明分子间氢键在山ka酚的主要氨基甲基产物的形成中起关键作用。在强亲核氨基酸和苯酚之间形成适当的氢键对于S N 2亲核取代的平稳反应是必不可少的。在S Ñ密度泛函理论（DFT）分析也支持涉及氢键辅助过程的2种机理假说。合成化合物的抗增殖测试显示，通过CCK-8分析，它对三种人类癌细胞系（HeLa，HCC1954和SK-OV-3）具有中等至有效的细胞毒活性。化合物4e对HeLa细胞显示出选择性的抗增殖活性，且IC50值较低（4.27μm），值得进一步开发。另一个有趣的结果是，大多数金属络合物的最大发射带位于约480 nm处，而Tm和Yb络合物的最大发射带出现在约533 nm处。
• Lanthanide chelates of some quinolinecarboxylic acids
  作者：Alberto Seminara、Amelia Musumeci

  DOI：10.1016/0022-1902(77)80572-1

  日期：1977.1

  The preparation of some lanthanide(III) tris and monobasic bis n-quinolinecarboxylates (n = 4, 6, 8) is reported. All compounds were characterized by elemental analysis and thermoanalytical and conductivity measurements. IR and electronic spectra are also presented, in comparison with the spectra of the corresponding lanthanide(III) 2-quinolinecarboxylates, in order to determine in such a way the ligands

  据报道制备了一些镧系元素（Ⅲ）tris和一元的双正喹啉羧酸酯（n = 4、6、8 ）。所有化合物均通过元素分析，热分析和电导率测量进行了表征。与相应的镧系金属（III）2-喹啉羧酸酯的光谱相比，还给出了红外光谱和电子光谱，以确定配体与阳离子的结合方式。光谱数据表明4-，6-和8-喹啉羧酸形成O-双齿结构，而涉及氮原子的结构可能出现在2-喹啉羧酸的螯合物中。
• Magnetic properties of a new series of rare-earth iron nitrides: R₂Fe₁₇N_y(y approximately 2.6)
  作者：Hong Sun、J M D Coey、Y Otani、D P F Hurley

  DOI：10.1088/0953-8984/2/30/013

  日期：1990.7.30

  A series of interstitial ternary nitrides R2Fe17Ny with 2.3

  一系列间隙三元氮化物 R2Fe17Ny 与 2.3
• Magnetic properties of R2Fe14M3 compounds with M = Ga and SI; R = Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er and Tm
  作者：Bao-gen Shen、Bing Liang、Zhao-hua Cheng、Hua-yang Gong、Wen-shan Zhan、Hong Tang、F.R. de Boer、K.H.J. Buschow

  DOI：10.1016/s0038-1098(97)00152-x

  日期：1997.7

  and Si; R = Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er and Tm) have been prepared by are-melting. Crystal-structure studies have shown that the prepared samples are single phase with the rhombohedral Th2Zn17 and/or the hexagonal Th2Ni17 structure. Substitution of Ga for Fe in R2Fe17 leads to an increase of the unit-cell volume, whereas Si substitution reduces the unit-cell volume. The Curie temperatures of the R2Fe14Ga3

  已经通过熔化制备了组成为 R2Fe14M3（M = Ga 和 Si；R = Y、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er 和 Tm）的样品。晶体结构研究表明，制备的样品是具有菱形 Th2Zn17 和/或六角形 Th2Ni17 结构的单相。在 R2Fe17 中用 Ga 替代 Fe 导致晶胞体积增加，而 Si 替代降低了晶胞体积。R2Fe14Ga3 和 R2Fe14Si3 化合物的居里温度远大于相应的 R2Fe17 化合物的居里温度。Fe 矩在 Ga 或 Si 取代时降低。R2Fe14Ga3 和 R2Fe14Si3（R = Er 和 Tm）化合物在低温下表现出自旋-重定向转变。(C) 1997 Elsevier Science Ltd.
• Magnetocrystalline anisotropy and magnetostriction of H and N modified R2Fe17 compounds (R=Y, Tb, Dy, Ho, Er)
  作者：S.A Nikitin、E.A Ovtchenkov、I.S Tereshina、A.A Salamova、V.N Verbetsky

  DOI：10.1016/s0304-8853(99)00161-4

  日期：1999.5

  nitrogen on the magnetocrystalline anisotropy (MCA) and magnetostriction of R2Fe17M (R=Y, Tb, Dy, Ho, Er; M=H, N) compounds are studied. The signs of the first MCA constants of a rare-earth (R) sublattice are in agreement with the sign of the Stevens factors of R ions for all R2Fe17M compounds studied. The effects of the nitrogen and the hydrogen atoms on rare-earth sublattice anisotropy have been found

  摘要 研究了氢和氮对R2Fe17M (R=Y, Tb, Dy, Ho, Er; M=H, N)化合物的磁晶各向异性(MCA)和磁致伸缩的影响。稀土 (R) 亚晶格的第一个 MCA 常数的符号与所研究的所有 R2Fe17M 化合物的 R 离子的 Stevens 因子的符号一致。已经发现氮和氢原子对稀土亚晶格各向异性的影响是相反的。氢化和氮化都会导致磁致伸缩符号的减少和变化。