Unsur kimia · halaman rujukan

41Nb

Niobium

Niobium ialah unsur kimia dengan nombor atom 41 dan simbol Nb. Unsur ini terletak pada kala 5, kumpulan 5, blok d. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Kr] 4d4 5s1.

Nombor atom41

Berat atom piawai92.90637(1)

Kumpulan5

Kala5

Blokd

Konfigurasi elektron[Kr] 4d4 5s1

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Subpetala d memainkan peranan penting dalam kimia Niobium. Bagi logam peralihan, aras tenaga elektron yang berdekatan membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan, pembentukan kompleks koordinasi dan aktiviti pemangkin.

Konfigurasi elektron Niobium ialah [Kr] 4d4 5s1. Apabila elektron dikeluarkan atau disusun semula dalam sebatian, pengisian orbital d boleh berubah lalu mempengaruhi warna, kemagnetan, ikatan dan kereaktifan.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Bentuk kimia penting bagi Niobium merangkumi logam dan aloi, oksida, halida serta kompleks koordinasi. Elektron s dan d yang hampir sama aras tenaganya membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan; ligan pula boleh mengubah warna, kemagnetan dan kereaktifan dengan ketara.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 8.57 g/cm³. Takat leburnya 2 745 K (2 472 °C). Takat didihnya 5 017 K (4 744 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Niobium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Niobium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan magnet superkonduktor, metalurgi, keluli dan barang kemas. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Magnet superkonduktor

Bahan superkonduktor berasaskan Niobium boleh membawa arus yang sangat tinggi dengan rintangan elektrik hampir sifar pada suhu kriogenik.

Metalurgi

Niobium digunakan dalam pengekstrakan, penapisan, pengaloian atau rawatan haba yang mengawal sifat logam.

Keluli

Niobium mempengaruhi sifat keluli atau terlibat dalam kimia pembuatan keluli dan reka bentuk aloi.

Barang kemas

Niobium digunakan dalam aloi barang kemas kerana warna, rintangan kakisan, kelangkaan, kilauan atau sifat mekanikalnya.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Niobium terletak pada kala 5, kumpulan 5. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Titanium; Vanadium; Kromium; Zirkonium; Molibdenum; Hafnium; Tantalum; Tungsten. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanlogam peralihan

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 18 · 12 · 1

Ketumpatan8.57 g/cm³

Takat lebur2 745 K (2 472 °C)

Takat didih5 017 K (4 744 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.6

Tenaga pengionan pertama652.1 kJ/mol

Afiniti elektron88.52 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Niobium dikaitkan dengan Charles Hatchett. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 92.90637(1). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Niobium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Niobium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.