钬钬 [1] ，原子序数67，原子量164.93032，元素名来源于发现者的出生地。 钬1878年索里特从铒土的光谱中发现钬，次年瑞典的克莱夫用化学方法从铒土中分离出钬。钬在地壳中的含量为0.000115%，与其它稀土元素一起存在于独居石和稀土矿中。天然稳定同位素只有钬165。钬为银白色金属，质较软，有延展性；熔点1474°C，沸点2695°C，密度8.7947克/立方厘米。钬在干燥空气中稳定，高温时很快氧化；氧化钬是已知顺磁性最强的物质。钬的化合物可做新型铁磁材料的添加剂；碘化钬用于制造金属卤素灯—钬灯，钬激光在医学领域也应用非常广泛。
目录
发现历史
发现人 [2] ：索里特（J.L.Soret）、克利夫（P.T.Cleve） 发现年代：1878至1879年。 发现过程：1878年为索里特（J.L.Soret）发现；1879年又被克利夫（P.T.Cleve）发现。1842年莫桑德尔从钇土中分离出铒土和铽土后，不少化学家利用光谱分析鉴定，确定它们不是纯净的一种元素的氧化物，这就鼓励了化学家们继续去分离它们。在从氧化饵分离出氧化镱和氧化钪以后，1879年克利夫又分离出两个新元素的氧化物。其中一个被命名为holmium，以纪念克利夫的出生地，瑞典首都斯德哥尔摩古代的拉丁名称Holmia，元素符号Ho。其后1886年布瓦博德朗又从钬中分离出了另一元素，但钬的名称被保留了。随着钬以及其他一些稀土元素的发现，完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。
物理性质
钬为银白色金属，质较软，有延展性；熔点1474°C，沸点2695°C，密度8.7947g/㎝³。钬在干燥空气中稳定，高温时很快氧化；氧化钬是已知顺磁性最强的物质。钬的化合物可做新型铁磁材料的添加剂；碘化钬用于制造金属卤素灯—钬灯。读音：huǒ。CAS号：7440-60-0。体积弹性模量：Gpa：40.2。原子化焓：kJ /mol @25℃：301。热容：J /（mol· K）：27.15。导电性：106/(cm ·Ω )：0.0124。导热系数：W/（m·K）：16.2。熔化热：(千焦/摩尔)：12.20。汽化热：(千焦/摩尔)：241.0。原子体积：(立方厘米/摩尔)：18.7。元素在宇宙中的含量：(ppm)：0.0005。元素在海水中的含量太平洋表面 0.00000016‘地壳中含量（ppm）：1.4。晶体结构：晶胞为六方晶胞。 氧化态：Main Ho+3 声音在其中的传播速率：（m/S） 2760 电离能 (kJ /mol) M - M+ 580.7 M+ - M2+ 1139 M2+ - M3+ 2204 M3+ - M4+ 4100 相对原子质量：164.93 常见化合价： +3 电负性： 1.23 外围电子层排布：4f11 6s2 核电荷数：67 电子层：K-L-M-N-O-P 核外电子排布： 2,8,18,29,8,2 同位素及放射线：Ho-163[4570y] Ho-165 Ho-166[1.1d] 电子亲合和能：0 KJ·mol-1 第一电离能：581 KJ·mol-1 第二电离能：1139 KJ·mol-1 第三电离能：0 KJ·mol-1 单质密度：8.54 g/cm3 单质熔点： 1470.0 ℃ 单质沸点： 2720.0 ℃ 原子半径：2.47Å（埃） 共价半径： 1.58Å 维氏硬度：481MPa
稳定性
常温下在干燥空气中稳定，在潮湿空气中和高温下易被氧化。避免与空气、氧化物、酸、卤素、潮湿的水分接触，和水接触时释放可燃性气体;溶于无机酸。在室温下干燥空气中稳定，但在潮湿空气中和高于室温时迅速氧化。化学性质活泼。使水缓慢分解。可以与几乎所有非金属元素化合。存在于硅铍钇矿、独居石和其他的稀土矿物中。用于制作磁性合金材料。
化学性质
它和镝一样，是一种能够吸收核分裂所产生的中子的金属。在核子反应炉中，一方面不断燃烧，一方面控制连锁反应的速度。 元素描述：第一电离能6.02ev。有金属光泽。与水能缓慢起作用，溶于稀酸。盐类是黄色。氧化物Ho2O2为淡绿色。溶于矿物酸而产生三价离子黄色盐。 元素来源：由氟化钬HoF3·2H2O用钙还原而制得。
化合物
（1）氧化钬；holmium oxide 为白色体心立方和单斜两种结构。Ho2O3是惟一的一种稳定的氧化物。化学性质及制备方法同于氧化镧。可制做钬灯。 （2）硝酸钬；holmium(iii) nitrate pentahydrate 分子式：Ho(NO3)3·5H2O；分子质量：441.02；通常对水体是稍微有害的，不要将未稀释或大量产品接触地下水，水道或污水系统，未经政府许可勿将材料排入周围环境。 （3）二氯化环戊二烯基钬;cyclopentadienyl-holmium dichloride 分子式：(C5H5)HOCl2性质：黄色晶体。熔点84~92℃，对空气极为敏感。由三氯化钬与环戊二烯基钠反应得到其三分子四氢呋喃加合物。
合成方法
1、以金属钙还原无水三氯化钬或三氟化钬可得金属钬 2、通过离子交换或溶剂萃取技术将钬与其他稀土元素分离后，可用金属热还原法制备金属钬。锂热还原稀土氯化物与钙热还原稀土氯化物不同，前者的还原过程是在气相中进行的。锂热还原反应器分两段加热区，还原和蒸馏过程在同一设备中进行。无水氯化钬放在上部的钛制反应器坩埚中(亦是HoCl3蒸馏室)，还原剂金属锂放置在下部的坩埚中，然后将不锈钢反应罐抽真空至7Pa后开始加热。温度达到1000℃时保持一定时间，使HoCl3蒸气与锂蒸气充分反应，还原出来的金属钬固体颗粒落在下部的坩埚中。还原反应完成后，只加热下部坩埚，把LiCl蒸馏到上部坩埚。还原反应过程一般需要10h左右。为了制得较纯的金属钬，还原剂金属锂要用99.97%高纯锂，并使用二次蒸馏的无水HoCl3。
主要用途
钬Ho是稀土元素，钬的主要用途有 [2] ： (1)、用作金属卤素灯添加剂，金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基础上发展起来的，其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。主要使用的是稀土碘化物，在气体放电时发出不同的谱线光色。在钬灯中采用的工作物质是碘化钬，在电弧区可以获得较高的金属原子浓度，从而大大提高了辐射效能。 (2)、钬可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂； (3)、掺钬的钇铝石榴石（Ho:YAG）可发射2μm激光，人体组织对2μm激光吸收率高，几乎比Hd:YAG高3个数量级。所以用Ho:YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。中国2μm激光晶体的水平已达到国际水平，应大力开发生产这种激光晶体。 (4)、在磁致伸缩合金Terfenol-D中，也可以加入少量的钬，从而降低合金饱和磁化所需的外场 。 (5)、另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。
钬激光
钬激光碎石技术 ：医用钬激光碎石，它适用于体外冲击波碎石法无法碎解的、坚硬的肾结石、输尿管结石和膀胱结石。医用钬激光碎石时，医用钬激光的纤细光纤借助膀胱镜和输尿管软镜通过尿道、输尿管直抵膀胱结石、输尿管结石和肾结石部位，然后由泌尿外科专家操纵钬激光将结石击碎。这种治疗方法的优点是可以解决输尿管结石、膀胱结石和绝大部分的肾结石。其缺点是对于部分肾上盏和肾下盏的结石，由于从输尿管进入的钬激光光纤无法抵达结石部位，会有少量结石残留。钬激光是以钇铝石榴石(YAG)为激活媒质，掺敏化离子铬(Cr)、传能离子铥(Tm)、激活离子钬(Ho)的激光晶体(Cr:Tm:Ho:YAG)制成的脉冲固体激光装置产生的新型激光。可应用于泌尿外科、五官科、皮肤科、妇科等科室手术。该激光手术为无创或微创手术，病人的治疗痛苦非常小。今日话题对于肾结石的治疗，可分别针对不同的适应证选择适宜的治疗方法，相比体外冲击波碎石术（ESWL）、经皮肾镜碎石术（PCNL），输尿管软镜钬激光碎石术兼顺前两者之长，具有微创、高效的特点。然而，钬激光下输尿管软镜碎石术，也面临着一些问题。输尿管软镜检查和操作是否必须首先留置输尿管扩张鞘？输尿管软镜检查和操作并非必须首先留置输尿管扩张鞘，但留置扩张鞘有以下优点：首先，留置扩张鞘后，术中的冲洗液能够通畅地沿其流出体外，既保证了冲洗速度，又避免了肾盂过度充盈扩张，出血而影响操作。其次，留置扩张鞘后镜体的轴线旋转动作阻力大幅度减小，提高了镜体末端的连动性，便于操作。第三，在扩张鞘的保护作用下，不会出现因进镜困难而导致镜体在膀胱内弯曲，后者一旦出现，尤其是在碎石过程中出现将损伤输尿管软镜。激光光导纤维的选择，400μm、200μm还是?输尿管软镜下钬激光碎石时，激光光导纤维的选择非常重要，它影响碎石的操作和治疗效果。目前市场上常见的输尿管软镜，其工作通道多能容纳400μm以下的钬激光光纤。但在临床应用中，多选用200μm光纤。首先，随着光导纤维的增粗，其硬度必然增加，会严重限制镜体末端的有效弯曲范围根据临床经验，多数难以进入的肾脏下盏在换用较细光纤后可成功进入，这与国外学者报告相同。其次，由于工作通道的口径是固定的，选择细的光纤能够保留更多的通道内空隙以利于术中灌注，而后者保证了碎石术中良好的操作视野。第三，光纤越粗，其末端切削后越可能留下不光滑平面，且毛躁的光纤末端越坚硬、锐利，而软镜的工作通道内涂层菲薄，一旦戳伤，即可损及其外部的导光束，严重者可对输尿管软镜造成不可逆的损害。软镜下钬激光碎石的理想功率？软镜下钬激光碎石的理想功率为10W以下，术中应逐步调整功率，以求最佳碎石效果。碎石时起始设定一般为0.6J/Hz（功率为3.6W）。若单次脉冲能量>1.0J，常使结石移位或碎裂为几大块，需重新寻找结石而减慢碎石速度。在保证功率一定的条件下，适当提高脉冲发生频率可使结石碎块更小。而有时可能因为单次脉冲能量偏低，出现结石粉碎效率不高，此时切不可盲目提高单次脉冲能量。因为，在200μm光纤内，尤其是反复使用的旧光纤高能量激光束的传导过程有可能出现意外的折射，损坏光纤，甚至击穿镜体内的导光束，损坏软镜。
钬激光软镜碎石术技巧
碎石应掌握以下技巧：边缘+近侧+长条状 ① 尽量从结石边缘开始碎石，避免将结石击碎成较大的碎块，增加手术难度。 ② 当出现较多结石碎块时，尽量先处理近侧（靠近肾盏口）的碎石块，否则，若先对肾盏深部的结石进行处理，近侧的结石可能被灌注液冲入肾盂或其他肾盏，导致遗漏。 ③ 由于选用了细光纤低能量碎石，且从结石边缘“蚕食”法碎石，因此结石多被击碎至尘雾状，偶遇结石碎块较大者，将其击碎至2～3碎块即可，但需注意不要残留长条状碎石，无需追求所有结石粉碎如沙，否则会延长手术时间增加术后感染的发生机会。[1]
贮存方法
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
毒理性
细胞毒性
硝酸钬的毒性在细胞和亚细胞水平上很容易被检测到 [2] 。有研究表明，当用浓度高于4mg/L硝酸钬处理蚕豆根尖时。即能引起根尖质地变硬、颜色变黑、生长减慢、细胞分裂指数下降等现象，而且随着剂量的增加或染毒时间的延长，根尖细胞受损伤的程度呈加重趋势。在细胞压片中还观察到，细胞核凝缩、深染，核质颗粒减少，核仁、核质不清晰，细胞聚集成块。组织纤维化渐重等现象。在动物的体内试验中也出现了类似的结果，当用剂量>20mg/kg体重的硝酸钬处理小鼠时，发现硝酸钬能够抑制骨髓细胞的增殖。另外，在显微镜下还可观察到淋巴细胞核凝缩、深染、碎裂、染色质边集、外突、内陷等异常现象，而且伴随着剂量的增加核异常的程度和比例呈现上升趋势。所有这些表明，硝酸钬对细胞具有一定的毒性作用，这与镧、铈、铒其他14种稀土元素毒性报道一致。
生化毒性
动物的实验发现 [2] ，在一定剂量作用下硝酸钬具有提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性，可以清除多余的超氧阴离子自由基(O2-·)及抑制脂质过氧化。当对小鼠注射了低剂量(10-40mg/kg体重)的硝酸钬，小鼠肝脏中的SOD、POD、CAT的活性升高，当剂量达到80、160mg/kg体重时，3种抗氧化酶的活性都受到了抑制。说明低剂量的钬可以减少自由基对生物大分子和细胞的氧化损伤，但高剂量的钬却使抗氧化酶活性下降，从而使自由基在机体内积累，破坏了细胞结构和功能，导致突变发生，说明钬在高剂量下又具有一定的致突变作用。