Keemiline element · teatmeleht

41Nb

Nioobium

Nioobium on keemiline element aatomnumbriga 41 ja sümboliga Nb. See paikneb perioodis 5, rühmas 5, d-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Kr] 4d4 5s1.

Aatomnumber41

Standardne aatommass92.90637(1)

Rühm5

Periood5

Plokkd

Elektronkonfiguratsioon[Kr] 4d4 5s1

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Nioobium kuulub d-ploki elementide hulka. d- ja s-elektronide lähedased energiad võimaldavad mitut oksüdatsiooniastet ning mitmekesiseid koordinatsiooniühendeid.

Konfiguratsiooni [Kr] 4d4 5s1 tuleb vaadelda koos oksüdatsiooniastmega: elektronide eemaldumine muudab d-orbitaalide täitumust ning võib mõjutada värvust, magnetismi, sidemeid ja reaktsioonivõimet.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Nioobium oluliste keemiliste vormide hulka kuuluvad metall ja sulamid, oksiidid, halogeniidid ning koordinatsiooniühendid. Mitme oksüdatsiooniastme võimalikkus tuleneb osalt s- ja d-elektronide lähedastest energiatest.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 8.57 g/cm³. Sulamispunkt on 2 745 K (2 472 °C). Keemispunkt on 5 017 K (4 744 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus nioobium leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub nioobium eelkõige järgmiste valdkondadega: ülijuhtmagnetid, metallurgia, teras ja ehted. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Ülijuhtmagnetid

Nioobium kasutatakse valdkonnas „Ülijuhtmagnetid“, kui tema füüsikaline või keemiline omadus annab vajaliku eelise.

Metallurgia

Nioobium kasutatakse metallide eraldamisel, rafineerimisel, legeerimisel või kuumtöötluses nende omaduste juhtimiseks.

Teras

Nioobium mõjutab terase omadusi või osaleb terasetootmise keemias ja sulamikujunduses.

Ehted

Nioobium kasutatakse ehtesulamites värvuse, korrosioonikindluse, harulduse, poleeritavuse või mehaaniliste omaduste tõttu.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Nioobium paikneb perioodis 5 ja rühmas 5. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonsiirdemetall

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 18 · 12 · 1

Tihedus8.57 g/cm³

Sulamispunkt2 745 K (2 472 °C)

Keemispunkt5 017 K (4 744 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.6

Esimene ionisatsioonienergia652.1 kJ/mol

Elektronafiinsus88.52 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Nioobium avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Charles Hatchett. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 92.90637(1). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Nioobiuml on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Nioobiumga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.