Holmium
Éclats d'holmium.
Dysprosium ← Holmium → Erbium — 67 Ho ↑ Ho ↓ Es Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole	Ho
Nom	Holmium
Numéro atomique	67
Groupe	–
Période	6e période
Bloc	Bloc f
Famille d'éléments	Lanthanide
Configuration électronique	[Xe] 4f11 6s2
Électrons par niveau d’énergie	2, 8, 18, 29, 8, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	164,930 33 ± 0,000 02 u[1]
Rayon atomique (calc)	247 pm
Rayon de covalence	192 ± 7 pm[2]
État d’oxydation	3
Électronégativité (Pauling)	1,23
Oxyde	Base
Énergies d’ionisation[3]
1re : 6,021 5 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
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire	solide
Masse volumique	8,795 g·cm-3 (25 °C)[1]
Système cristallin	Hexagonal compact
Couleur	blanc métallique
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
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
Divers
No CAS	7440-60-0[4]
No ECHA	100.028.335
Précautions
SGH[5]
État pulvérulent : Danger H228 et P210 H228 : Matière solide inflammable P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer.
Transport[5]
État pulvérulent : 40 3089 Code Kemler : 40 : matière solide inflammable ou matière autoréactive ou matière autoéchauffante Numéro ONU : 3089 : POUDRE MÉTALLIQUE INFLAMMABLE, N.S.A. Classe : 4.1 Étiquette : 4.1 : Matières solides inflammables, matières autoréactives, matières solides explosibles désensibilisées et matières qui polymérisent Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'holmium est l'élément chimique de numéro atomique 67, de symbole Ho.

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 de cet élément provient de la latinisation après aphérèse du toponyme Stockholm, ville natale de son découvreur Per Thodor Cleve^[6].

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

Caractéristiques

Échantillon d'holmium.

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

Parmi les éléments de terres rares c'est l'un des seuls à être vraiment rare. Son prix est d'environ 1 000 $/kg^[7].

Découverte

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^[9].

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 raisons, 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)^[10].

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 »^[11]. 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. À 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^[10].

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^[11].

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 / dysprósitos, « difficile à obtenir »)^[9]. L'oxyde d'holmium(III) pur (jaune) est obtenu par le chimiste suédois Otto Holmberg en 1911^[12].

Applications

Peu d'applications spécifiques malgré des caractéristiques magnétiques inhabituelles.

• Lasers : 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 à haute température : quelques exemples cités dont HoBa₂Cu₃O₇
• IBM est parvenu à stocker un bit d'information sur un unique atome d'holmium^{[13],[alpha 1]}.

Notes et références

Voir aussi