Holmiyum, olağanustu manyetik ozellikleri olan nadir toprak elementidir. Gelecekte en cok kullanılan ve aranan elementlerden olacağı ongoruluyor.
Holmiyum, lantanitler arasında olağandışı manyetik ve elektriksel ozelliklere sahip bir elementtir. Gelecek vaat eden elementlerden biridir. Oyle ki, yapımıyla ilgili bircok spekulasyon ve tartışma yaşanan, henuz ortada olmayan kuantum bilgisayarlarda şimdiden holmiyum kullanılabileceği belirtiliyor. Elementler arasında en yuksek manyetik momente sahip bir elementin sıradan bir urunde kullanılması elbette duşunulemezdi. Adını Stockholm ’den alan holmiyum, nadir toprak elementlerinin ayrıcalıklı uyelerindendir. Bu garip elementle ilgili butun detaylara makalemizden ulaşabilirsiniz.
[h=4]Tarihcesi [/h]Holmiyum, 1878 yılında İsvicreli kimyagerler Jacques-Louis Soret ve Marc Delafontaine tarafından keşfedilmiştir. Soret ve Dalefontaine, ittria minerali uzerinde yaptıkları calışmada yeni bir unsurun spektrografik absorpsiyon bantlarını belgeledi. Bu maddeye “x element” adını verdiler.
İsvecli kimyager Per Theodor Cleve ise, 1879 yılında ittria mineralinden ayırdığı erbiyum oksit (erbia) izolesi uzerinde calışırken bağımsız olarak holmiyumu keşfetmiştir. Cleve, Carl Gustaf Mosander tarafından geliştirilen bir yontemle erbia mineralindeki butun yabancı maddeleri ayrıştırdı. Onceleri erbianın tek bir element olduğu duşunuluyordu. Ancak Cleve erbiayı uc farklı madde olarak ayrıştırdı. Bu calışmaları sonucunda yeşil ve kahverengi renklerinde iki farklı yeni unsur ortaya cıktı. Kahverengi maddeye “holmi”, yeşil maddeye “tulia” adını verdi. Daha sonra holmianın holmiyum oksit; tulianın ise tulyum oksit olduğu anlaşıldı. Sarı holmiyum oksit, 1911 yılında Otto Homberg tarafından izole edilmiştir.
“Holmiyum” kelimesi, İsvec ’in başkenti Stockholm ’den esinlenilerek turetilmiştir. Stockholm ’un Latince adı “Holmia” kelimesi, holmiyum icin esin kaynağı olmuştur. Holmiyumun kÂşiflerinden Cleve, memleketi Stockholm ’un Latince isminden turettiği “holmi” ismini secti. Daha sonra bu isim “holmium” olarak değiştirildi.
[h=3]Fiziksel ve Kimyasal Ozellikleri [/h]Holmiyumun kimyasal sembolu “Ho”dur. Atom numarası 67, atom ağırlığı 164,94, yoğunluğu 8,80 grcm3 ’tur. Erime noktası 1472 derece, kaynama noktası 2700 derecedir. Periyodik element tablosunun 3-B grubunda, lantanit yani nadir toprak elementleri serisinde yer alır. Gumuş beyazı renginde, yumuşak bir metaldir. Dovulebilir, ince tellere cekilebilir. Saf metal holmiyum, gumuşî bir parlaklığa sahiptir. Tuzları portakal sarısı rengindedir. Kristal yapısı hekzagonaldır. Holmiyum, elementler arasında en yuksek manyetik momente sahiptir. Ayrıca olağandışı manyetik ve elektriksel ozellikler gosterir. Elektropozitifliği oldukca yuksektir, genellikle uc değerliklidir. Kimyasal ozellikleri bakımından lantanla benzerlik gosterir.
Kimyasal anlamda oldukca reaktiftir. Oda sıcaklığında kuru havada paslanmaya karşı direnclidir. Yuksek sıcaklıklarda nemli havada hızla okside olur ve sarımsı bir oksit oluşturur. Metal holmiyum, butun halojenlerle reaksiyona girer ve havada yavaş yavaş kararır. Asitlerle cozunur. Holmiyum (III) iyonlarını iceren solusyonları oluşturmak icin seyreltik sulfurik asitte kolaylıkla cozunur. Kolayca aşınır. Sıcak ve soğuk suyla hidroksit oluşturmak icin yavaş yavaş reaksiyona girer. Holmiyum oksit, ceşitli ışıklarda veya farklı aydınlatma koşulları altında renk değiştirme ozelliğine sahiptir. Gun ışığında sarımsı bir renk alan holmiyum oksit; kırmızı, yeşil ve mavi (RGB – Trikomatrik) karışımı ışık altında turuncu-kırmızı renge donuşur. Trikomatrik ışık altında erbiyum oksit gorunumunden hemen hemen ayrıt edilemez. Normal oda koşullarında paramanyetiktir; -254 derecenin altındaki sıcaklıklarda ferromanyetiktir. Diğer nadir toprak elementleri iyonlarına benzer şekilde uc değerlikli holmiyum iyonları fluoresan ozellikler sergiler. Bu ozellikle kendine has, benzersiz emisyon cizgileri uretir. İtriyum ile oldukca manyetik bileşikler oluşturabilir. En onemli bileşikleri şunlardır; holmiyum oksit, holmiyum florid, holmiyum iyodur. Holmiyum yaygın olarak +3 oksidasyon durumu sergiler. Doğadaki bileşiklerinin hemen hemen tamamı uc değerlikli oksidasyon durumu sergiler.
Holmiyum, diğer nadir toprak elementleri gibi doğada saf olarak bulunmaz. Yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında 56. sıradadır ve milyonda 1,4 parca holmiyum iceriği bulunduğu tahmin ediliyor. Yerkabuğundaki tahmini bolluğu kilogramda 1,3 miligramdır. Deniz suyunda ise katrilyonda 400 parca holmiyum bulunduğu varsayılıyor. Evrende ise, trilyonda 500 parca holmiyum iceriği hesaplanıyor. Doğada disprosyum ve erbiyumdan daha az bulunur. Buna rağmen tek sayılı lantanitler arasında en bol bulunan elementtir. Nadir toprak elementleri minerallerinden monazit ve gadolinit iceriğinde holmiyum da bulunur. Laterit killerde, oksenit ve ksenotim mineralleri de bir miktar holmiyum icerir. Monazit kumunda yuzde 0,05 oranında holmiyum bulunur. Ticari olarak monazitten iyon değişimi tekniği ile elde edilir. Lantanit minerallerinden ayrıştırılması zordur. Metal holmiyum, anhidroz klorur veya fluorurun metalik kalsiyum ile indirgenmesi yontemi ile izole edilir. Holmiyum, nukleer fisyon urunleri arasında da bulunur.
Holmiyum, doğada tek kararlı izotoptan oluşur. Bu izotop Ho-165 ’tir. Kutle numaraları 141 ila 172 arasında olan ve yarılanma omurleri bilinen 30 yapay radyoaktif izotopu vardır. En kararlı radyoaktif izotopu Ho-163 ’un yarılanma omru 4 bin 570 yıldır. Diğer izotoplarının yarılanma omurleri 1,1 gunden daha azdır. Bazılarının da 3 saatten daha az yarılanma omru vardır. Bunun dışında yuksek metastabil ozellikli Ho-166m1 izotopu, 1200 yıl yarılanma omrune sahiptir. 35 adet de nukleer izomeri bulunmaktadır.
[h=3]Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır? [/h]Holmiyumun ticari bir uygulaması bulunmuyor. Ancak olağandışı manyetik ozellikleri sebebiyle gelecek vaat eden elementlerden biridir. Holmiyum, yuksek manyetik mukavemeti sayesinde manyetik kutup bileşeni olarak yaygın kullanılır. Bu ozelliği sebebiyle yuksek mukavemetli kalıcı mıknatıslarda yapay olarak en guclu manyetik alanları oluşturmak icin holmiyum kullanılır. Holmiyum lazerleri, 2,1 mikrometrede yaygındır. Ceşitli tıbbi uygulamalarda ve diş tedavi uygulamalarında kullanılan katı hal lazerlerinde de holmiyumdan faydalanılır. Ceşitli uroloji tedavilerinde holmiyum lazerler kullanılır. Kubik zirkonya veya camların renklendirilmesinde kullanılan holmiyum, sarı ve kırmızı renk verir. Holmiyum oksit iceren bir cam, 200 ila 900 nm spektral aralıklarında keskin optik absorpsiyon zirvesinde sahiptir. Holmiyum iceren optik spektrofotometreler, bir kalibrasyon standardı olarak kullanılır. Holmiyum, notronları kuvvetli bir şekilde absorbe edebilir. Bu sebeple nukleer fisyon urunu notronları emme kabiliyeti sayesinde nukleer reaktorleri duzenleyen yanıcı bir zehir olarak kullanılır.
Holmiyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı urun ve alanlar şunlardır; lazerler, cam renklendirme uygulamaları, gama ışını spektrometreleri, nukleer fizik deneyleri, fiber optik uygulamaları, elektronik cihazlar…
(Holmiyum lazer fiberi...)
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz? [/h]
Holmiyum, butun elementler arasında en yuksek manyetik gecirgenliğe sahip elementtir. Bu ozelliği sebebiyle kalıcı mıknatısların kutup başları icin ideal bir maddedir.
Holmiyumun bu ozelliği “manyetik akı konsantratoru” olarak da bilinir. Bu, toplam manyetizmanın bir olcusudur ve bu yonuyle elektrik yukunun manyetik karşılığıdır.
IBM bilişim firması, Mart 2017 tarihinde bir bit magnezyum oksit yatağında bulunan bir holmiyum atomunda bir bit veri depolamak icin bir yontem geliştirdiklerini acıkladı.
Holmiyum lazerler; bobrek taşları, mesane taşları, prostat ve idrar yolları tumorlerinde yaygın olarak kullanılır.
Holmiyum lazerler; anormal goz basıncını onlemek ve bir goz hastalığı olan glokomanın tedavisinde de kullanılır.
Gelecekte kullanılması ongorulen, hakkında bircok bilimsel makale yazılan ve olağanustu ozelliklere sahip kuantum bilgisayarlarda manyetik ozellikleri sebebiyle kullanılabileceği varsayılan elementlerden biri de holmiyumdur.
Holmiyumun insanlar uzerinde biyolojik bir rolu bulunmuyor. İnsanlar yılda 1 miligram civarında holmiyuma maruz kalır. Holmiyum tuzlarının solunması veya yutulması halinde vucutta ciddi hasarlara yol acabilmektedir. Duşuk bir akut toksik ozelliği vardır.
Holmiyum iceren minerallerin cevherleri başlıca şu ulkelerde bulunur; Cin, Amerika Birleşik Devletleri, Brezilya, Hindistan, Sri Lanka ve Avustralya ’dır.
Dunyadaki holmiyum rezervlerinin toplam miktarının 400 bin ton civarında olduğu tahmin ediliyor.
Holmiyumun kilogramının fiyatı 1000 dolar civarındadır.
Holmiyum, lantanitler arasında olağandışı manyetik ve elektriksel ozelliklere sahip bir elementtir. Gelecek vaat eden elementlerden biridir. Oyle ki, yapımıyla ilgili bircok spekulasyon ve tartışma yaşanan, henuz ortada olmayan kuantum bilgisayarlarda şimdiden holmiyum kullanılabileceği belirtiliyor. Elementler arasında en yuksek manyetik momente sahip bir elementin sıradan bir urunde kullanılması elbette duşunulemezdi. Adını Stockholm ’den alan holmiyum, nadir toprak elementlerinin ayrıcalıklı uyelerindendir. Bu garip elementle ilgili butun detaylara makalemizden ulaşabilirsiniz. [h=4]Tarihcesi [/h]Holmiyum, 1878 yılında İsvicreli kimyagerler Jacques-Louis Soret ve Marc Delafontaine tarafından keşfedilmiştir. Soret ve Dalefontaine, ittria minerali uzerinde yaptıkları calışmada yeni bir unsurun spektrografik absorpsiyon bantlarını belgeledi. Bu maddeye “x element” adını verdiler.
İsvecli kimyager Per Theodor Cleve ise, 1879 yılında ittria mineralinden ayırdığı erbiyum oksit (erbia) izolesi uzerinde calışırken bağımsız olarak holmiyumu keşfetmiştir. Cleve, Carl Gustaf Mosander tarafından geliştirilen bir yontemle erbia mineralindeki butun yabancı maddeleri ayrıştırdı. Onceleri erbianın tek bir element olduğu duşunuluyordu. Ancak Cleve erbiayı uc farklı madde olarak ayrıştırdı. Bu calışmaları sonucunda yeşil ve kahverengi renklerinde iki farklı yeni unsur ortaya cıktı. Kahverengi maddeye “holmi”, yeşil maddeye “tulia” adını verdi. Daha sonra holmianın holmiyum oksit; tulianın ise tulyum oksit olduğu anlaşıldı. Sarı holmiyum oksit, 1911 yılında Otto Homberg tarafından izole edilmiştir.
“Holmiyum” kelimesi, İsvec ’in başkenti Stockholm ’den esinlenilerek turetilmiştir. Stockholm ’un Latince adı “Holmia” kelimesi, holmiyum icin esin kaynağı olmuştur. Holmiyumun kÂşiflerinden Cleve, memleketi Stockholm ’un Latince isminden turettiği “holmi” ismini secti. Daha sonra bu isim “holmium” olarak değiştirildi.
[h=3]Fiziksel ve Kimyasal Ozellikleri [/h]Holmiyumun kimyasal sembolu “Ho”dur. Atom numarası 67, atom ağırlığı 164,94, yoğunluğu 8,80 grcm3 ’tur. Erime noktası 1472 derece, kaynama noktası 2700 derecedir. Periyodik element tablosunun 3-B grubunda, lantanit yani nadir toprak elementleri serisinde yer alır. Gumuş beyazı renginde, yumuşak bir metaldir. Dovulebilir, ince tellere cekilebilir. Saf metal holmiyum, gumuşî bir parlaklığa sahiptir. Tuzları portakal sarısı rengindedir. Kristal yapısı hekzagonaldır. Holmiyum, elementler arasında en yuksek manyetik momente sahiptir. Ayrıca olağandışı manyetik ve elektriksel ozellikler gosterir. Elektropozitifliği oldukca yuksektir, genellikle uc değerliklidir. Kimyasal ozellikleri bakımından lantanla benzerlik gosterir.
Kimyasal anlamda oldukca reaktiftir. Oda sıcaklığında kuru havada paslanmaya karşı direnclidir. Yuksek sıcaklıklarda nemli havada hızla okside olur ve sarımsı bir oksit oluşturur. Metal holmiyum, butun halojenlerle reaksiyona girer ve havada yavaş yavaş kararır. Asitlerle cozunur. Holmiyum (III) iyonlarını iceren solusyonları oluşturmak icin seyreltik sulfurik asitte kolaylıkla cozunur. Kolayca aşınır. Sıcak ve soğuk suyla hidroksit oluşturmak icin yavaş yavaş reaksiyona girer. Holmiyum oksit, ceşitli ışıklarda veya farklı aydınlatma koşulları altında renk değiştirme ozelliğine sahiptir. Gun ışığında sarımsı bir renk alan holmiyum oksit; kırmızı, yeşil ve mavi (RGB – Trikomatrik) karışımı ışık altında turuncu-kırmızı renge donuşur. Trikomatrik ışık altında erbiyum oksit gorunumunden hemen hemen ayrıt edilemez. Normal oda koşullarında paramanyetiktir; -254 derecenin altındaki sıcaklıklarda ferromanyetiktir. Diğer nadir toprak elementleri iyonlarına benzer şekilde uc değerlikli holmiyum iyonları fluoresan ozellikler sergiler. Bu ozellikle kendine has, benzersiz emisyon cizgileri uretir. İtriyum ile oldukca manyetik bileşikler oluşturabilir. En onemli bileşikleri şunlardır; holmiyum oksit, holmiyum florid, holmiyum iyodur. Holmiyum yaygın olarak +3 oksidasyon durumu sergiler. Doğadaki bileşiklerinin hemen hemen tamamı uc değerlikli oksidasyon durumu sergiler.
Holmiyum, diğer nadir toprak elementleri gibi doğada saf olarak bulunmaz. Yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında 56. sıradadır ve milyonda 1,4 parca holmiyum iceriği bulunduğu tahmin ediliyor. Yerkabuğundaki tahmini bolluğu kilogramda 1,3 miligramdır. Deniz suyunda ise katrilyonda 400 parca holmiyum bulunduğu varsayılıyor. Evrende ise, trilyonda 500 parca holmiyum iceriği hesaplanıyor. Doğada disprosyum ve erbiyumdan daha az bulunur. Buna rağmen tek sayılı lantanitler arasında en bol bulunan elementtir. Nadir toprak elementleri minerallerinden monazit ve gadolinit iceriğinde holmiyum da bulunur. Laterit killerde, oksenit ve ksenotim mineralleri de bir miktar holmiyum icerir. Monazit kumunda yuzde 0,05 oranında holmiyum bulunur. Ticari olarak monazitten iyon değişimi tekniği ile elde edilir. Lantanit minerallerinden ayrıştırılması zordur. Metal holmiyum, anhidroz klorur veya fluorurun metalik kalsiyum ile indirgenmesi yontemi ile izole edilir. Holmiyum, nukleer fisyon urunleri arasında da bulunur.
Holmiyum, doğada tek kararlı izotoptan oluşur. Bu izotop Ho-165 ’tir. Kutle numaraları 141 ila 172 arasında olan ve yarılanma omurleri bilinen 30 yapay radyoaktif izotopu vardır. En kararlı radyoaktif izotopu Ho-163 ’un yarılanma omru 4 bin 570 yıldır. Diğer izotoplarının yarılanma omurleri 1,1 gunden daha azdır. Bazılarının da 3 saatten daha az yarılanma omru vardır. Bunun dışında yuksek metastabil ozellikli Ho-166m1 izotopu, 1200 yıl yarılanma omrune sahiptir. 35 adet de nukleer izomeri bulunmaktadır.
[h=3]Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır? [/h]Holmiyumun ticari bir uygulaması bulunmuyor. Ancak olağandışı manyetik ozellikleri sebebiyle gelecek vaat eden elementlerden biridir. Holmiyum, yuksek manyetik mukavemeti sayesinde manyetik kutup bileşeni olarak yaygın kullanılır. Bu ozelliği sebebiyle yuksek mukavemetli kalıcı mıknatıslarda yapay olarak en guclu manyetik alanları oluşturmak icin holmiyum kullanılır. Holmiyum lazerleri, 2,1 mikrometrede yaygındır. Ceşitli tıbbi uygulamalarda ve diş tedavi uygulamalarında kullanılan katı hal lazerlerinde de holmiyumdan faydalanılır. Ceşitli uroloji tedavilerinde holmiyum lazerler kullanılır. Kubik zirkonya veya camların renklendirilmesinde kullanılan holmiyum, sarı ve kırmızı renk verir. Holmiyum oksit iceren bir cam, 200 ila 900 nm spektral aralıklarında keskin optik absorpsiyon zirvesinde sahiptir. Holmiyum iceren optik spektrofotometreler, bir kalibrasyon standardı olarak kullanılır. Holmiyum, notronları kuvvetli bir şekilde absorbe edebilir. Bu sebeple nukleer fisyon urunu notronları emme kabiliyeti sayesinde nukleer reaktorleri duzenleyen yanıcı bir zehir olarak kullanılır.
Holmiyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı urun ve alanlar şunlardır; lazerler, cam renklendirme uygulamaları, gama ışını spektrometreleri, nukleer fizik deneyleri, fiber optik uygulamaları, elektronik cihazlar…
(Holmiyum lazer fiberi...)
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz? [/h]
Holmiyum, butun elementler arasında en yuksek manyetik gecirgenliğe sahip elementtir. Bu ozelliği sebebiyle kalıcı mıknatısların kutup başları icin ideal bir maddedir.
Holmiyumun bu ozelliği “manyetik akı konsantratoru” olarak da bilinir. Bu, toplam manyetizmanın bir olcusudur ve bu yonuyle elektrik yukunun manyetik karşılığıdır.
IBM bilişim firması, Mart 2017 tarihinde bir bit magnezyum oksit yatağında bulunan bir holmiyum atomunda bir bit veri depolamak icin bir yontem geliştirdiklerini acıkladı.
Holmiyum lazerler; bobrek taşları, mesane taşları, prostat ve idrar yolları tumorlerinde yaygın olarak kullanılır.
Holmiyum lazerler; anormal goz basıncını onlemek ve bir goz hastalığı olan glokomanın tedavisinde de kullanılır.
Gelecekte kullanılması ongorulen, hakkında bircok bilimsel makale yazılan ve olağanustu ozelliklere sahip kuantum bilgisayarlarda manyetik ozellikleri sebebiyle kullanılabileceği varsayılan elementlerden biri de holmiyumdur.
Holmiyumun insanlar uzerinde biyolojik bir rolu bulunmuyor. İnsanlar yılda 1 miligram civarında holmiyuma maruz kalır. Holmiyum tuzlarının solunması veya yutulması halinde vucutta ciddi hasarlara yol acabilmektedir. Duşuk bir akut toksik ozelliği vardır.
Holmiyum iceren minerallerin cevherleri başlıca şu ulkelerde bulunur; Cin, Amerika Birleşik Devletleri, Brezilya, Hindistan, Sri Lanka ve Avustralya ’dır.
Dunyadaki holmiyum rezervlerinin toplam miktarının 400 bin ton civarında olduğu tahmin ediliyor.
Holmiyumun kilogramının fiyatı 1000 dolar civarındadır.