اكتشاف عنصر الهولميوم

في الكيمياء يعد عنصر الهولميوم (Holmium) أحد العناصر الكيميائية ويمتلك الرمز Ho ورقم ذري مقداره 67 في الجدول الدوري، كما ويصنف الهولميوم على أنه أحد اللانثانيدات، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.

اكتشاف عنصر الهولميوم

اسم الهولميوم مشتق من هولميا اللاتينية لستوكهولم، ولقد تم اكتشافه في أرض اربيا (erbia earth) بواسطة الكيميائي السويسري جيه إل سورت في عام 1878 ميلادي، والذي قام بالإشارة إليه بالعنصر X، كما وقد اكتشفه الكيميائي السويدي بير تيودور كليف في وقت لاحق بشكل مستقل في عام 1879 ميلادي.

لقد تم عزل عنصر الهولميوم لأول مرة في عام 1911 ميلادي، وقد تمت عملية العزل بواسطة هومبرج، الذي اقترح اسم هولميوم، وذلك إما للتعرف على المكتشف بير كليف الذي كان من ستوكهولم أو ربما من أجل تأسيس اسمه في التاريخ.

اكتشف الكيميائي السويدي بير كليف الهولميوم، حيث أنه قد استخدم نفس الطريقة التي استخدمها كارل جوستاف موساندر في اكتشاف عنصر اللانثانوم وعنصر الإربيوم وعنصر التيربيوم، إذ أنه قام بعملية بحث عن الشوائب في أكاسيد العناصر الأرضية النادرة الأخرى.

بدأ بير كليف بعنصر الإربيوم، من خلال أكسيد الإربيوم ذو الصيغة الكيميائية (Er2O3) وقام بإزالة جميع الملوثات المعروفة، وبعد مزيد من عمليات المعالجة حصل بير على مادتين جديدتين إحداهما كانت بنية اللون والأخرى خضراء، وأطلق كليف على المادة البنية اسم هولميا والمادة الخضراء اسم ثوليا.

هولميا هو عبارة عن أكسيد عنصر الهولميوم، وأما ثوليا فهو عبارة عن أكسيد عنصر الثوليوم، لقد لوحظ طيف امتصاص الهولميوم في وقت سابق من ذلك العام من قبل الكيميائي السويسري جي إل سورت والكيميائي السويسري إم ديلافونتين.

في هذه الأيام يتم الحصول على معدن الهولميوم بشكل أساسي من خلال عملية التبادل الأيوني من رمل المونازيت ((Ce، La، Th، Nd، Y) PO4)، والذي هو عبارة عن مادة غنية بالعناصر الأرضية النادرة، والتي من الممكن أن تحتوي على ما يصل إلى نسبة 0.05٪ من عنصر الهولميوم.

لا يشكل عنصر الهولميوم أي مركبات ذات أهمية تجارية، لذا فإنه في الحقيقة لا توجد تطبيقات تجارية لمعدن الهولميوم، على الرغم من أن له خصائص مغناطيسية غير عادية، ومن الممكن أن يتم استغلالها في المستقبل، كما وتتضمن بعض مركبات الهولميوم التالية: مركب أكسيد الهولميوم ذو الصيغة الكيميائية (Ho2O3) ومركب فلوريد الهولميوم ذو الصيغة الكيميائية (HoF3) ومركب يوديد الهولميوم ذو الصيغة الكيميائية (HoI3).

لقد تم تسمية العنصر باسم مدينة كليف الأصلية، يوجد عنصر الهولميوم في معدن الغادولينيت ومعدن المونازيت وفي معادن الأرض النادرة الأخرى، كما ويتم الحصول عليه تجاريًا من معدن المونازيت حيث أنه يتواجد في ذلك المعدن بنسبة حوالي 0.05٪، كما وقد تم عزله عن طريق عملية اختزال الكلوريد اللامائي أو الفلوريد بمعدن الكالسيوم.

يحتوي معدن الهولميوم النقي على بريق معدني إلى فضي لامع، يتسم بأنه ناعم نسبيًا وقابل للطرق، كما وأنه مستقر في الهواء الجاف عند درجة حرارة الغرفة، ولكنه أيضا يتأكسد بسرعة في الهواء الرطب وفي درجات الحرارة المرتفعة، يمتاز معدن الهولميوم بأن له خصائص مغناطيسية غير عادية.

لقد تم العثور على عدد قليل من الاستخدامات حتى الآن لعنصر الهولميوم، إذ يبدو أن العنصر كما هو الحال مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى يمتلك تصنيف منخفض من السمية الحادة.

معلومات عامة عن الهولميوم

• معدن الهولميوم هو عبارة عن معدن متوسط ​​الصلابة فضي ذو لون أبيض ومستقر نسبيًا في الهواء، ويتفاعل بسهولة مع الأحماض المخففة، ولكنه لا يتفاعل مع حمض الهيدروفلوريك المخفف أو المركز (HF) بسبب تكوين طبقة سطحية واقية من (HoF3).

• معدن الهولميوم هو عبارة عن بارامغناطيس قوي جدًا فوق درجة حرارة 133 كلفن (−140 درجة مئوية أو 220 درجة فهرنهايت)، أما عند درجة الحرارة تلك يطلب المعدن مغناطيسيًا مضادًا مكونًا هيكلًا حلزونيًا قاعديًا، وعند درجة حرارة 19 كلفن (254 درجة مئوية ، أو 425 درجة فهرنهايت)، حيث تميل اللحظات المغناطيسية على طول المحور c الذي يرفع من المستوى القاعدي بنحو 10 درجات، مما يشكل بنية مغناطيسية مخروطية الشكل.

• يمكن أن يتم استخدام عملية استئصال الغشاء المشع باستخدام النظير (Ho 166) كعوامل صيدلانية إشعاعية لعلاج التهاب المفاصل، علما أن عمر النصف لـ (166Ho) هو 1.1 يوم.

• لقد تم استخدام النظير (166-Ho) في العلاج المناعي الإشعاعي (RIT) مع الأجسام المضادة، حيث أنه يتم استخدام مركب (166Ho-chitosan) (وهو عبارة عن عديد السكاريد الخطي وهو جزيء طويل السلسلة مثل السليلوز الذي يستخدمه الجسم لتخزين الطاقة) لعلاج سرطان الكبد.

• كما أنه تم استخدام المستحضرات الصيدلانية المشعة التي تحمل علامة عنصر الهولميوم Ho للتخفيف من الألم من النقائل العظمية.

• لقد تم استخدام الكرات المجهرية في الانصمام الإشعاعي داخل الشرايين (وهو العلاج، حيث يتم توصيل الجسيمات المشعة إلى الورم عبر مجرى الدم) لانبثاث الكبد.

• نظير الهولميوم (166-Ho) هو مغناطيسي ويطلق كلاً من إشعاع بيتا وجاما مما يجعله مثاليًا للانصمام الإشعاعي، كما وتتيح هذه الخصائص أيضًا إمكانية توزيع النظير (166-Ho) من المجهرية ليتم تصورها باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد (SPECT).

• (166Ho-Patch) عبارة عن رقعة جلدية مشعة مصممة خصيصًا للإشعاع الخارجي لسرطانات الجلد السطحية ومرض بوين في المناطق الحساسة، والتي يصعب علاجها بطرق أكثر تدميراً ولها نتائج تجميلية سيئة (أي مناطق الوجه).

• معدن الهولميوم هو عبارة عن معدن أرضي نادر من سلسلة اللانثانيدات في الجدول الدوري، وهو عبارة عن معدن متوسط ​​الصلابة ذو اللون الفضي الأبيض وهو مستقر نسبيًا في الهواء.

• الآثار الصحية للهولميوم: حقيقة أن الهولميوم ليس له دور بيولوجي، ويعتبر من أقل العناصر وفرة في جسم الإنسان، ولقد لوحظ أن الهولميوم يحفز عملية التمثيل الغذائي حتى لو بدا أنه يحتوي على تصنيف منخفض من السمية الحادة.

• الآثار البيئية للهولميوم: لا يشكل الهولميوم أي تهديد بيئي سواء كان للنباتات أو للحيوانات.

• هناك بعض الاستخدامات لمعدن الهولميوم منها: أنه ونتيجة لخصائصه المغناطيسية الخاصة يستخدم معدن الهولميوم في السبائك من أجل إنتاج المغناطيس، كما ويستخدم كمكثف لتدفق المجالات المغناطيسية العالية.

• يستخدم الهولميوم (أكسيد الهولميوم) كلون أصفر أو أحمر للزجاج والزركونيا المكعبة.

• كما أنه تعتبر النظائر الكيميائية لعنصر الهولميوم عبارة عن ماصات نيوترونية جيدة وتستخدم في قضبان التحكم في المفاعلات النووية.

• كما ويستخدم الهولميوم أيضًا في ليزر الحالة الصلبة للإجراءات الطبية غير الغازية؛ وذلك من أجل عملية علاج السرطانات وحصى الكلى.