之前的文章有提及当年被科学家 Mosander所发现的氧化铒,后来除了分离出镱 ( Yb )以外,也有被分离出 鈥 (Ho) 和 銩 (Tm)。此次我们就来说说稀土元素「鈥」啰!
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介绍
Holmium (Ho) 共有35个同位素,其中自然界中165Ho最为稳定。其余则为人工合成的放射性同位素,其中最稳定的是163Ho。鈥除了一般存在于矽铍钇矿以外,主要来源是独居石矿,其含量仅占0.05%,产量甚微。
起初在1878年,由 J. L. Soret 与 M. Delafontaine 这两位瑞士科学家观察到鈥的特征光谱,不过当时并未能进行确定。于翌年瑞士化学家 P. T. Cleve 从氧化铒矿物中分离出鈥,并根据其发现者的故乡 Stockholm之拉丁语名「Holmia」来命名该稀土元素氧化物。
鈥可利用离子交换技术从独居石中提取,但仍难以将其他的稀土元素分离,必须将其无水氯化物或氟化物以金属钙还原,才能制得纯态鈥金属。
鈥 Ho
原子序數:67
原子量:164.930 u
原子结构:鈥的最外层电子结构为4f11 6s2。
物理/化学性质:本身为明亮的银白色金属光泽,且质软、易延展的金属,常温常压下时是固体状态。与水能缓慢起作用,溶于稀酸。
于干燥空气中具有相当的稳定性及强耐腐蚀性,不过在高温的湿气下,易形成淡黄色氧化物并且易褪色。
其氧化物根据光线的不同,颜色会有变化,如自然光照射下,颜色会是黄棕色,而三基色光下则会是火红色。
鈥主要的应用领域:
- 由于鈥具有最高磁矩,能用于产生最强的人造磁场,制造高强度稀土磁铁,亦可作为新型磁性合金的添加剂。在磁致伸缩合金(Terfenol-D)中可添少量鈥,从而降低合金饱和磁化所需的外场。
- 鈥本身在人体中没有特别用处,但当其形成鈥盐时,能够促进新陈代谢。不过人体通常一年约消耗 1mg 鈥,若吸入、口服食用或注射大量鈥盐,则会引起严重伤害。
- 能被用在调节核反应炉,可当作核反应控制棒,以吸收核分裂产生的中子。
- 因放射性同核异构体 166m1Ho的半衰期较长,故能用在校准伽马射线光谱仪。
- 能应用在光纤领域,制造光纤雷射器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件。
- 用于立方氧化锆和玻璃的黄色或红色着色剂,且被用作单色器与分光光度计的校准标准及制造金属卤素灯。
- 可用作钇铁石榴石的雷射材料掺杂剂,鈥被应用于微波设备中的钇铁石榴石 ( YIG )和氟化钇锂 ( YLF ) 固态雷射。而掺鈥钇铁石榴石 ( Ho:YIG ) ,也用在如 YIG球体等光学隔离器和微波器材。
- 广泛出现在各种医疗及牙科设备中,可当钇铝石榴石的添加剂,形成鈥钇铝石榴石,其鈥雷射(Ho:YAG Laser),能治疗青光眼、膀胱、输尿管等肿瘤光动力手术与耳鼻喉科、口腔科等雷射微创手术的医用雷射,以及经皮雷射间盘减压术(PLLD)、经皮雷射椎间盘减压术(PLDD)等等。适用于切开、切除、烧灼、汽化、软组织凝血与止血及适用于开放性手术、腹腔镜及如经皮肾造瘘碎石手术之内视镜应用。
在查询有关此稀土元素相关资讯时,发现光鈥雷射的应用就不少。
其原理是让组织中的血红素和水分子,吸收鈥雷射从电能转化为脉冲的高能量,瞬间达到沸点并使组织汽化并将结石击碎成粉末状,再由体内自行排出,或将组织切割开。
雷射的高温会在烧灼的组织表面,留下一层薄薄的凝固组织,进而达到止血的效果。
主要用在一般肾脏碎石手术(RIRS),或是摄护腺肥大、尿路结石等泌尿科手术系统内视镜碎石术,亦能同时处理合并的软组织病变疾病,如尿道狭窄、输尿管狭窄、长息肉等。且被切割下来之软组织,还可做为化验标本,做进一步分析及确诊。
「贯达硕」鈥雅铬外科雷射系统,是以软式输尿管/肾脏内视镜光纤系统,结合新型的鈥雷射碎石手术,术间出血量少的微创治疗,具有手术时间短、风险低、复原快、并发症少与复发率低,以及减少术后疼痛感的优点。造福不少传统手术风险较高的病人,成为拯救男性们摄护腺的小助手呢!