ホルミウムは周期表のランタノイド（希土類元素）に属する元素で、原子番号は67です。化学的性質としては+3の酸化状態が最も安定で、4f電子を持つことから特徴的な磁性やスペクトル線を示します。本クイズではホルミウムの基礎知識から医療応用まで、様々な側面について理解を深めていきます。ホルミウムの驚きの性質や用途について、10問のクイズを通じて学んでいただきます。
Q1 : ホルミウムが材料として特に注目される物理的性質はどれか？
ホルミウムは4f電子が多く未対電子数が多いため、非常に強い磁気モーメントを示すことで知られています。希土類金属の中でも特に局所磁性が強く、低温で複雑な磁気秩序（例えば基底状態での強磁性や反強磁性）を示すことがあります。この磁性は磁性材料や磁気冷却、磁気記録などの研究応用で重要視されています。
Q2 : ホルミウムが用いられる医療用レーザー（ホルミウムレーザー）が臨床で有用なのはなぜか？
ホルミウムイオン（Ho3+）をドープした固体レーザー（例：Ho:YAG）やファイバーレーザーは、約2.1µm付近の波長を発生します。この波長は水や生体組織に効率よく吸収されるため、外科手術や尿路結石の破砕（レーザーリソトリプシー）などで制御された蒸散・切除が可能です。したがってホルミウムレーザーは高い臨床有用性を持ちます。
Q3 : ホルミウム酸化物の組成式として正しいものはどれか？
ホルミウムは化合物中で主に+3の酸化状態を取るため、酸化物はHo2O3（ホルミウム(III)酸化物）として存在するのが一般的です。Ho2O3は希土類酸化物の一つで、光学材料やスペクトル校正用のホルミウム酸化物ガラスなどに利用されます。他の組成式はホルミウムの一般的な酸化状態や酸素との結合様式から見て成立しにくいものです。
Q4 : ホルミウムが周期表で属する系列はどれか？
ホルミウムは周期表のランタノイド（希土類元素）に属します。ランタノイドはランタン（La）からルテチウム（Lu）までの元素群で、4f軌道に電子を持つのが特徴です。ホルミウムはこの系列の中で原子番号67に位置し、希土類特有の化学的性質や強い磁性、特定の光学スペクトル線などを示します。遷移金属やアルカリ金属、ハロゲンとは分類が異なります。
Q5 : ホルミウムの基底状態の電子配置として正しいものはどれか？
ホルミウム（原子番号67）の基底状態電子配置は[Kr]以降を省略して記すと[Xe]4f11 6s2となります。これは希土類元素に特徴的な4f軌道に電子が入る配置で、ホルミウムは4f軌道に11個の電子を持ちます。4f電子の数や配置は磁気的・化学的性質に大きく影響し、特に4fの未対電子が多いため強い磁気モーメントを示す原因となっています。
Q6 : ホルミウムの一般的かつ最も安定な酸化状態はどれか？
ホルミウムは化合物中では主に+3の酸化状態（Ho3+）を取ります。希土類元素の多くは+3で安定し、酸化物としては主にHo2O3の形で存在します。まれに特殊な固体化合物などで+2の酸化状態が報告されることがありますが、通常の化学反応や鉱物中ではHo3+が支配的です。+3状態は4f殻の電子配置やエネルギー準位が安定するためです。
Q7 : ホルミウムが主に含まれる鉱物として適切なのはどれか？
ホルミウムは地殻中に単独で大量存在するわけではなく、希土類元素を含む鉱物に微量として含まれます。代表的な鉱物の一つがモナザイトで、リン酸塩鉱物の中にレアアース元素としてホルミウムが含まれます。その他にセリアン石（セリウム系鉱物）や別のレアアース鉱石にも含有しますが、ボーキサイトや磁鉄鉱などの主要鉱石にはほとんど含まれません。
Q8 : ホルミウムという元素名の由来となった地名はどれか？
ホルミウム（Holmium）の名称はラテン語でストックホルムを意味するHolmiaに由来します。これはスウェーデンの化学者ペール・テオドール・クレーヴェ（Per Teodor Cleve）らが19世紀にこの元素を研究した際に、ストックホルムにちなんで命名したためです。元素名は発見地や発見者に由来することが多く、Holmia→Holmiumという命名はその典型例です。
Q9 : 自然界に存在するホルミウムの安定同位体は何種類あるか？
自然界に存在するホルミウムの安定同位体は1種類で、165Ho（質量数165）が単独で存在します。他の同位体は放射性であり、人工的に生成されるものや短寿命のアイソトープが知られていますが、天然の安定同位体は165のみです。安定同位体が1つという点は希土類の中でも特徴の一つで、同位体組成は元素の原子量の決定に直結します。
Q10 : ホルミウム（Holmium）の原子番号はどれか？
ホルミウムは元素記号Ho、原子番号67の元素で、周期表ではランタノイド（希土類）に属します。原子番号は原子核中の陽子の数を示し、ホルミウムは67個の陽子を持つため原子番号は67です。化学的性質としては+3の酸化状態が最も安定で、希土類元素特有の4f電子を持つことから磁性やスペクトル線が特徴的です。元素記号Hoは英語名Holmiumの頭文字から採られています。
まとめ
いかがでしたか？ 今回はホルミウムクイズをお送りしました。
皆さんは何問正解できましたか？
今回はホルミウムクイズを出題しました。
ぜひ、ほかのクイズにも挑戦してみてください！
次回のクイズもお楽しみに。
