Ниобий

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Ниобий
Ниобий – Сребристо-сив метал; синкав когато е окислен
Сребристо-сив метал; синкав когато е окислен
Спектрални линии на ниобий
ЦирконийНиобийМолибден
V

Nb

Ta
Периодична система
Общи данни
Име, символ, Z Ниобий, Nb, 41
Група, период, блок 55d
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[1]
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
Наименован 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 (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.

Ниобият е открит през 1801 г. от английския учен Ч. Хачет. Той е доста разпространен в природата 2,10 – 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.

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.)

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.

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.

История[редактиране | редактиране на кода]

Характеристики[редактиране | редактиране на кода]

Физични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Химични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Изотопи[редактиране | редактиране на кода]

Съединения[редактиране | редактиране на кода]

Наличие в природата[редактиране | редактиране на кода]

Производство[редактиране | редактиране на кода]

Приложение[редактиране | редактиране на кода]

Биологични ефекти[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

Използвана литература