अतिचालक चुंबक
नायोबियम पर आधारित अतिचालक पदार्थ निम्न तापमान पर बहुत कम विद्युत प्रतिरोध के साथ बड़े विद्युत प्रवाह वहन कर सकते हैं।
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रासायनिक तत्व · संदर्भ पृष्ठ
41Nb
नायोबियम
नायोबियम परमाणु क्रमांक 41 और प्रतीक Nb वाला रासायनिक तत्व है। यह आवर्त 5, समूह 5, d-ब्लॉक में स्थित है। कमरे के तापमान पर इसकी संदर्भ अवस्था ठोस है और इसका इलेक्ट्रॉन विन्यास [Kr] 4d4 5s1 है।
परमाणु क्रमांक41
मानक परमाणु भार92.90637(1)
समूह5
आवर्त5
ब्लॉकd
इलेक्ट्रॉन विन्यास[Kr] 4d4 5s1
इलेक्ट्रॉनिक संरचना
इसकी रसायनिकी को क्या नियंत्रित करता है?
नायोबियम की रसायनिकी में d उपकक्षा के इलेक्ट्रॉन सीधे भाग लेते हैं। s और d इलेक्ट्रॉनों की निकट ऊर्जा के कारण संक्रमण धातुओं में अनेक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ, समन्वय यौगिक और उत्प्रेरक व्यवहार सामान्य हैं।
नायोबियम का इलेक्ट्रॉन विन्यास [Kr] 4d4 5s1 है। यौगिक बनने पर d कक्षकों की भरावट बदल सकती है, जिससे रंग, चुंबकत्व, बंधन और अभिक्रियाशीलता में स्पष्ट परिवर्तन आते हैं।
रासायनिक रूप
यौगिक, आयन और पदार्थ
नायोबियम के महत्वपूर्ण रूपों में धातु, मिश्रधातुएँ, ऑक्साइड, हैलाइड और समन्वय यौगिक शामिल हैं। s और d इलेक्ट्रॉनों की निकट ऊर्जा अनेक ऑक्सीकरण अवस्थाओं को संभव बनाती है और लिगैंड रंग, चुंबकत्व तथा अभिक्रियाशीलता बदल सकते हैं।
भौतिक व्यवहार
अवस्था और अवस्था परिवर्तन
कमरे के तापमान पर संदर्भ अवस्था ठोस है। सूचीबद्ध घनत्व 8.57 g/cm³ है। गलनांक 2 745 K (2 472 °C) है। क्वथनांक 5 017 K (4 744 °C) है। दाब, शुद्धता, क्रिस्टलीय संरचना और अपररूप मापे गए मानों को बदल सकते हैं, इसलिए भौतिक आँकड़ों के साथ मापन की परिस्थितियाँ भी महत्वपूर्ण होती हैं।
उपस्थिति और उपयोग
नायोबियम कहाँ मिलता है और कैसे उपयोग होता है?
व्यवहार में नायोबियम अतिचालक चुंबक, धातुकर्म, इस्पात और आभूषण जैसे क्षेत्रों में मिलता है। उपयोग की वास्तविक वजह शुद्ध तत्व, मिश्रधातु, यौगिक या किसी विशिष्ट समस्थानिक के गुण हो सकते हैं, इसलिए अनुप्रयोग समझते समय रासायनिक रूप को पहचानना जरूरी है।
व्यावहारिक उदाहरण
वास्तविक उपयोगों के उदाहरण
धातुकर्म
नायोबियम धातु निष्कर्षण, परिशोधन, मिश्रधातु निर्माण या ऊष्मा उपचार में धातुओं की संरचना और गुण नियंत्रित करने के लिए उपयोग होता है।
इस्पात
नायोबियम इस्पात में मिश्रधातु तत्व या प्रक्रिया घटक के रूप में मजबूती, कठोरता, सूक्ष्म संरचना और संक्षारण व्यवहार बदलता है।
आभूषण
नायोबियम का उपयोग आभूषणों में उसके रंग, चमक, कार्यशीलता और संक्षारण प्रतिरोध जैसे गुणों के कारण किया जाता है।
आवर्त स्थिति
पड़ोसी तत्व क्या बताते हैं?
नायोबियम आवर्त 5 और समूह 5 में स्थित है। इसके आसपास टाइटेनियम, वैनेडियम, क्रोमियम जैसे वास्तविक पड़ोसी तत्व हैं। इनसे तुलना करके परमाणु आकार, आयनीकरण ऊर्जा, बंधन और अभिक्रियाशीलता के आवर्ती रुझानों को सीधे देखा जा सकता है।
संदर्भ आँकड़े
भौतिक और परमाणवीय गुण
वर्गीकरणसंक्रमण धातु
कमरे के तापमान पर अवस्थाठोस
इलेक्ट्रॉन आवरण2 · 8 · 18 · 12 · 1
घनत्व8.57 g/cm³
गलनांक2 745 K (2 472 °C)
क्वथनांक5 017 K (4 744 °C)
पॉलिंग विद्युतऋणात्मकता1.6
प्रथम आयनीकरण ऊर्जा652.1 kJ/mol
इलेक्ट्रॉन बंधुता88.52 kJ/mol
जहाँ लागू हो, ये मान तत्व या उदासीन परमाणु का वर्णन करते हैं। भौतिक आँकड़े अपररूप, दाब, शुद्धता और मापन की परिस्थितियों पर निर्भर कर सकते हैं।
इतिहास
खोज और पहचान
नायोबियम की खोज या पहचान का इतिहास Charles Hatchett से जुड़ा है। किसी तत्व की पहली पहचान, शुद्ध नमूने का पृथक्करण और आधुनिक परमाणु क्रमांक का निर्धारण हमेशा एक ही समय पर नहीं हुआ।
समस्थानिक और परमाणु भार
समस्थानिक संरचना संख्याओं को कैसे बदलती है?
नायोबियम का मानक परमाणु भार 92.90637(1) है। यह प्राकृतिक स्थलीय पदार्थ में समस्थानिक संरचना का भारित औसत है, किसी एक परमाणु का द्रव्यमान नहीं।
नायोबियम के समस्थानिकों में प्रोटॉन संख्या समान रहती है, इसलिए वे एक ही तत्व हैं, लेकिन न्यूट्रॉन संख्या और परमाणु द्रव्यमान अलग होते हैं। प्राकृतिक समस्थानिक अनुपात मानक परमाणु भार को प्रभावित कर सकता है।
सुरक्षा
संचालन और संपर्क
नायोबियम से जुड़े जोखिम उसके रासायनिक रूप, मात्रा और संपर्क मार्ग पर निर्भर करते हैं। शुद्ध तत्व, उसके आयन और यौगिकों के जैविक तथा पर्यावरणीय प्रभाव अलग हो सकते हैं, इसलिए वास्तविक पदार्थ की सुरक्षा जानकारी देखना आवश्यक है।