Ниобий

Ниобий (Nb) е химичен елемент с атомен номер 41. Атомната му маса е 92,90638. Температурата му на топене е 2477 °С, a на кипене 4744 °С. Има 24 изотопа. Името на елемента идва от Ниоба, дъщерята на Тантал и Диона в гръцката митология.

Ниобий
Ниобий – Сребристо-сив метал; синкав когато е окислен Сребристо-сив метал; синкав когато е окислен
Спектрални линии на ниобий Спектрални линии
Цирконий ← Ниобий → Молибден V ↑ Nb ↓ Ta H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Периодична система
Общи данни
Име, символ, Z	Ниобий, Nb, 41
Група, период, блок	5, 5, d
Химическа серия	преходен метал
Електронна конфигурация	[Kr] 4d4 5s1
e- на енергийно ниво	2, 8, 18, 12, 1
CAS номер	7440-03-1
Свойства на атома
Атомна маса	92,90637 u
Атомен радиус (изч.)	145 (198) pm
Ковалентен радиус	164±6 pm
Степен на окисление	5, 4, 3, 2, 1, −1, −3
Оксид	Nb2O5 (умерено киселинен)
Електроотрицателност (Скала на Полинг)	1,6
Йонизационна енергия	I: 652,1 kJ/mol II: 1380 kJ/mol III: 2416 kJ/mol IV: 3700 kJ/mol (още)
Физични свойства
Агрегатно състояние	твърдо вещество
Кристална структура	кубична обемноцентрирана
Плътност	8570 kg/m3
Температура на топене	2750 K (2477 °C)
Температура на кипене	5017 K (4744 °C)
Моларен обем	10,841×10-6 m3/mol
Специф. топлина на топене	30 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение	689,9 kJ/mol
Налягане на парата P (Pa) 1 10 102 103 104 105 T (K) 2942 3207 3524 3910 4393 5013
Скорост на звука	3480 m/s при 20 °C
Специф. топл. капацитет	265 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост	6,7×106 S/m при 0 °C
Специф. ел. съпротивление	0,152 Ω.mm2/m при 0 °C
Топлопроводимост	53,7 W/(m·K)
Магнетизъм	парамагнитен
Модул на еластичност	105 GPa
Модул на срязване	38 GPa
Модул на свиваемост	170 GPa
Коефициент на Поасон	0,4
Твърдост по Моос	6
Твърдост по Викерс	870 – 1320 MPa
Твърдост по Бринел	735 – 2450 MPa
История
Наименуван	на Ниоба, дъщерята на Тантал
Откритие	Чарлс Хатчет (1801 г.)
Изолиране	Кристиан Бломстранд (1864 г.)
Най-дълготрайни изотопи
Изотоп ИР ПП ТР ПР 90Nb синт. 15 часа β+ 90Zr 91Nb синт. 680 г. ε 91Zr 91m1Nb синт. 61 дни ИП 91Nb 92Nb радио 3,47×107 г. β+ 92Zr β- 92Mo γ – 92m1Nb синт. 10 дни β+ 92Zr γ – 93Nb 100 % стабилен 93mNb синт. 16 г. ИП 93Nb 94Nb радио 20,3×103 г. β- 94Mo γ – 95Nb синт. 35 дни β- 95Mo γ – 95mNb синт. 4 дни ИП 95Nb β- 95Mo 96Nb синт. 1 ден β- 96Мо
Ниобий в Общомедия

История

Ниобият е открит през 1801 г. от английския учен Ч. Хачет. Той е доста разпространен в природата – 2,1 – 3% от общата маса на земната кора. Среща се обикновено в едни и същи минерали с тантала. Основните минерали на ниобия са колумбит – (Fe,Mn)(Nb,Ta)₂О₆ и лопарит – (Na,Ce,Ca)₂(Ta,Nb)₂О₆.

Физични свойства

Ниобият е светлосив, тежък, трудно топим метал с висока химична устойчивост. Чистият ниобий не се атакува от никакви други киселини освен от флуороводородната. Този метал е устойчив и в много агресивни среди. При стайна температура с ниобия реагира само флуорът. Хлорът, бромът, водородът, азотът взаимодействат с него при температура над 200 °С. При нагряване до 150 – 200 °С ниобият се окислява и на повърхността му се образува защитен оксиден слой Nb₂O₅.

Изотопи

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Химични свойства

По химични свойства ниобият е много близък аналог на тантала, поради което е и наречен ниобий – Ниоба е дъщеря на митологичния цар Тантал, осъден от Зевс на вечни мъки.

Съединения

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Наличие в природата

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Производство

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Приложение

Свойствата на ниобия дават възможност той да намери приложение в много отрасли на техниката. Но да се получи ниобий от минералите е много сложно. Основната трудност е разделянето на ниобия и тантала.

Най-много ниобий се използва в черната и в цветната металургия. Легираната с ниобий стомана се отличава със съчетанието от температурна и химична устойчивост. От нея се прави химическа апаратура, детайли на газови турбини и на реактивни двигатели. Ако към алуминий се прибави само 0,05 % ниобий, той престава да реагира с алкални основи. Ниобият увеличава температурната устойчивост и повишава здравината на титана, молибдена, циркония.

Някои междуметални съединения на ниобия (с германий, алуминий и с други елементи) при температури, близки до абсолютната нула, придобиват свойството свръхпроводимост, т.е. способност да пропускат електричния ток практически без съпротивление.

Биологични ефекти

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Източници

Използвана литература

• Lide, D. R. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds // CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th. Boca Raton (FL), CRC Press, 2005. ISBN 0-8493-0486-5. (на английски)