Det periodiske system›Grundstoffer›Niobium

Grundstof · referenceark

41Nb

Niobium

Niobium (Nb) er grundstof 41, et overgangsmetal i gruppe 5, periode 5 og d-blokken. Elektronkonfigurationen [Kr] 4d4 5s1 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer41

Standardatomvægt92.90637(1)

Gruppe5

Periode5

Blokd

Elektronkonfiguration[Kr] 4d4 5s1

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

I overgangsmetaller ligger energierne for d- og s-elektroner tæt. Det gør flere oxidationstrin, komplekse ioner, magnetiske egenskaber og katalytisk aktivitet mulige.

For niobium skal konfigurationen [Kr] 4d4 5s1 læses sammen med oxidationstrinnet. Når elektroner fjernes eller deles, ændres d-orbitalernes besættelse, hvilket kan påvirke farve, magnetisme, binding og reaktivitet.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Vigtige former er metallet og dets legeringer, oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Flere oxidationstrin er mulige, fordi s- og d-elektroner ligger tæt i energi; ligander kan påvirke farve, magnetisme og reaktivitet.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 8.57 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 2 745 K (2 472 °C). Kogepunktet er angivet til 5 017 K (4 744 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor niobium findes og bruges

I praksis møder man niobium blandt andet i sammenhænge som superledende magneter, metallurgi, stål og smykker.

I praksis

Konkrete anvendelser

Superledende magneter

Niobium spiller en rolle i superledende magneter. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Metallurgi

Niobium spiller en rolle i metallurgi. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Stål

Niobium spiller en rolle i stål. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Smykker

Niobium spiller en rolle i smykker. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Niobium ligger i periode 5, gruppe 5 og d-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Titan, Vanadium, Chrom, Zirconium. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationovergangsmetal

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 18 · 12 · 1

Massefylde8.57 g/cm³

Smeltepunkt2 745 K (2 472 °C)

Kogepunkt5 017 K (4 744 °C)

Pauling-elektronegativitet1.6

Første ioniseringsenergi652.1 kJ/mol

Elektronaffinitet88.52 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af niobium forbindes i denne historiske registrering med Charles Hatchett. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 92.90637(1). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Niobium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved niobium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.