Cheminis elementas · informacinis puslapis

41Nb

Niobis

Niobis yra cheminis elementas, kurio atominis skaičius 41, o simbolis Nb; jis yra 5 periode, 5 grupėje ir d bloke. Etaloninė būsena kambario temperatūroje – kietoji. Elektronų konfigūracija: [Kr] 4d4 5s1.

Atominis skaičius41

Standartinė atominė masė92.90637(1)

Grupė5

Periodas5

Blokasd

Elektronų konfigūracija[Kr] 4d4 5s1

Elektroninė sandara

Kas lemia jo chemiją

Šio elemento chemijoje dalyvauja d posluoksnis. Pereinamieji metalai ryšiuose gali naudoti panašios energijos elektronus, todėl d bloke dažni įvairūs oksidacijos laipsniai, koordinaciniai junginiai ir katalizinės savybės.

Elektronų konfigūraciją [Kr] 4d4 5s1 reikia vertinti kartu su junginio oksidacijos laipsniu: pašalinus elektronus keičiasi užpildytos d orbitalės, todėl gali kisti spalva, magnetizmas, ryšiai ir reaktyvumas.

Cheminės formos

Junginiai, jonai ir medžiagos

Svarbios šio elemento cheminės formos yra metalas ir lydiniai, oksidai, halogenidai bei koordinaciniai junginiai. Įvairūs oksidacijos laipsniai dažni, nes s ir d elektronų energijos panašios, o ligandai aplink metalo joną gali stipriai keisti spalvą, magnetizmą ir reaktyvumą.

Fizikinės savybės

Agregatinė būsena ir fazių virsmai

Etaloninė būsena kambario temperatūroje yra kietoji. Nurodytas tankis yra 8.57 g/cm³. Lydymosi temperatūra yra 2 745 K (2 472 °C). Virimo temperatūra yra 5 017 K (4 744 °C). Slėgis, grynumas ir kristalinė sandara gali pakeisti išmatuotas fizikines savybes.

Paplitimas ir panaudojimas

Kur aptinkamas ir naudojamas niobis

Praktikoje šis elementas sutinkamas tokiose srityse kaip superlaidieji magnetai, metalurgija, plienas ir juvelyrika.

Praktikoje

Tikri panaudojimo pavyzdžiai

Superlaidieji magnetai

Superlaidininkai, kuriuose yra niobis, kriogeninėje temperatūroje gali perduoti labai dideles sroves su beveik nuline elektrine varža.

Metalurgija

Niobis naudojamas metalų gavybos, rafinavimo, legiravimo ar terminio apdorojimo procesuose, kuriais valdomos metalų savybės.

Plienas

Niobis keičia plieno savybes arba dalyvauja plieno gamybos chemijoje ir lydinių projektavime.

Juvelyrika

Niobis juvelyriniuose lydiniuose naudojamas dėl spalvos, atsparumo korozijai, retumo, poliruojamumo ar mechaninių savybių.

Vieta periodinėje sistemoje

Ką parodo kaimyniniai elementai

Niobis yra 5 periode ir 5 grupėje. Čia parodytoje aplinkoje: Tame pačiame periode kairėje ir dešinėje yra cirkonis ir molibdenas; toje pačioje grupėje viršuje yra vanadis, o apačioje – tantalas. Šios pozicijos leidžia su gretimais elementais palyginti atomo dydį, jonizacijos energiją ir cheminio ryšio pobūdį.

Etaloniniai duomenys

Fizikinės ir atominės savybės

Klasifikacijapereinamasis metalas

Būsena kambario temperatūrojekietoji

Elektronų sluoksniai2 · 8 · 18 · 12 · 1

Tankis8.57 g/cm³

Lydymosi temperatūra2 745 K (2 472 °C)

Virimo temperatūra5 017 K (4 744 °C)

Elektroneigiamumas pagal Paulingą1.6

Pirmoji jonizacijos energija652.1 kJ/mol

Elektronų giminingumas88.52 kJ/mol

Kai taikoma, pateiktos vertės apibūdina elementą arba neutralų atomą. Fizikiniai duomenys gali priklausyti nuo alotropinės atmainos, slėgio ir matavimo sąlygų.

Istorija

Atradimas ir identifikavimas

Elemento atradimas siejamas su Charles Hatchett. Elemento atpažinimas, gryno mėginio išskyrimas ir šiuolaikinio atominio skaičiaus priskyrimas nebūtinai įvyko tuo pačiu metu.

Izotopai ir atominė masė

Kaip izotopinė sudėtis keičia skaitines vertes

Standartinė atominė masė yra 92.90637(1). Ši vertė apibūdina natūralios Žemės medžiagos izotopinę sudėtį, o ne vieno konkretaus atomo masę.

Niobis turi bent vieną stabilų izotopą. Skirtingi izotopai turi vienodą protonų skaičių ir todėl priklauso tam pačiam elementui, tačiau skiriasi neutronų skaičiumi ir atomine mase.

Sauga

Darbas su medžiaga ir poveikis

Šio elemento keliami pavojai priklauso nuo cheminės formos, dozės ir poveikio kelio. Grynas elementas, jo jonai ir junginiai gali turėti labai skirtingą biologinį bei aplinkos poveikį, todėl reikia tikrinti konkrečios naudojamos medžiagos saugos duomenis.