Ķīmiskais elements · uzziņu lapa

41Nb

Niobijs

Niobijs ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 41 un simbolu Nb; tas atrodas 5. periodā, 5. grupā un d blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — ciets. Elektronu konfigurācija: [Kr] 4d4 5s1.

Atomnumurs41

Standarta atommasa92.90637(1)

Grupa5

Periods5

Bloksd

Elektronu konfigurācija[Kr] 4d4 5s1

Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Šī elementa ķīmijā piedalās d apakšlīmenis. Pārejas metāli saitēs var izmantot līdzīgas enerģijas elektronus, tāpēc d blokā bieži sastopamas mainīgas oksidēšanās pakāpes, koordinācijas savienojumi un katalītiskas īpašības.

Elektronu konfigurācija [Kr] 4d4 5s1 jāskata kopā ar savienojuma oksidēšanās pakāpi: atņemot elektronus, mainās aizpildītās d orbitāles, tāpēc var mainīties krāsa, magnētisms, saišu veidošanās un reaģētspēja.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Svarīgas šī elementa ķīmiskās formas ir metāls un sakausējumi, oksīdi, halogenīdi un koordinācijas savienojumi. Mainīgas oksidēšanās pakāpes ir biežas, jo s un d elektronu enerģijas ir līdzīgas, bet ligandi ap metāla jonu var būtiski mainīt krāsu, magnētismu un reaģētspēju.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir ciets. Norādītais blīvums ir 8.57 g/cm³. Kušanas temperatūra ir 2 745 K (2 472 °C). Viršanas temperatūra ir 5 017 K (4 744 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots niobijs

Praksē šis elements sastopams tādās jomās kā supravadoši magnēti, metalurģija, tērauds un juvelierizstrādājumi.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Supravadoši magnēti

Supravadītāji, kuru pamatā ir šis elements, kriogēnās temperatūrās var vadīt ļoti lielas strāvas ar niecīgu elektrisko pretestību.

Metalurģija

Šo elementu izmanto ieguves, rafinēšanas, leģēšanas vai termiskās apstrādes procesos, kas nosaka metālu īpašības.

Tērauds

Šis elements maina tēraudu īpašības vai piedalās tērauda ražošanas ķīmijā un sakausējumu izstrādē.

Juvelierizstrādājumi

Šo elementu izmanto juvelierizstrādājumu sakausējumos krāsas, izturības pret koroziju, retuma, pulējuma vai mehānisko īpašību dēļ.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Niobijs atrodas 5. periodā un 5. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā periodā pa kreisi un pa labi atrodas cirkonijs un molibdēns; tajā pašā grupā virs tā atrodas vanādijs, bet zem tā – tantals. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijapārejas metāls

Agregātstāvoklis istabas temperatūrāciets

Elektronu čaulas2 · 8 · 18 · 12 · 1

Blīvums8.57 g/cm³

Kušanas temperatūra2 745 K (2 472 °C)

Viršanas temperatūra5 017 K (4 744 °C)

Elektronegativitāte pēc Polinga1.6

Pirmā jonizācijas enerģija652.1 kJ/mol

Elektronu afinitāte88.52 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar Charles Hatchett. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir 92.90637(1). Šī vērtība raksturo dabiskā Zemes materiāla izotopu sastāvu, nevis viena konkrēta atoma masu.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.