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^[7].

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

Caractéristiques

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.

Le magnéton de Bohr µ_B est une unité de référence, correspondant à 0,9273 × 10⁻²³ J/T (= J/(Wb/m²) = A·m²).

Parmi les éléments de terres rares c'est l'un des seuls à être vraiment rare... Son prix est d'environ 1 000 $ par kg^[8].

Isotopes

L'holmium ne possède qu'un isotope stable, ¹⁶⁵Ho. Parmi ses radioisotopes, celui de plus longue demi-vie est ¹⁶³Ho, de demi-vie égale à 4 570 ans. Tous les autres ont des demi-vies inférieures à deux jours dans leur état stable (l'isomère ^166mHo a cependant une demi-vie d'environ 1 200 ans).

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^[10].

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)^[11].

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 »^[12]. 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^[11].

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^[12].

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 « difficile à obtenir »)^[10]. L'oxyde d'holmium pur (jaune) est obtenu par le chimiste suédois Otto Holmberg en 1911^[13].

Applications

Peu d'applications spécifiques malgré des caractéristiques magnétiques inhabituelles.

• Laser : 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 : Quelques exemples cités dont HoBa₂Cu₃O₇
• IBM est parvenu à stocker un bit d'information sur un unique atome d'holmium^[14],[a].