Element chimic · pagină de referință

41Nb

Niobiu

Niobiu este elementul chimic cu numărul atomic 41 și simbolul Nb; se află în perioada 5, grupa 5, blocul d. Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Configurația electronică: [Kr] 4d4 5s1.

Număr atomic41

Masă atomică standard92.90637(1)

Grupă5

Perioadă5

Blocd

Configurație electronică[Kr] 4d4 5s1

Structură electronică

Ce îi determină chimia

Substratul d participă la chimia acestui element. Metalele de tranziție pot utiliza în legături electroni cu energii apropiate, de aceea stările de oxidare variabile, compușii de coordonație și comportamentul catalitic sunt frecvente în blocul d.

Configurația electronică [Kr] 4d4 5s1 trebuie analizată împreună cu starea de oxidare a compusului: îndepărtarea electronilor schimbă orbitalii d ocupați și poate modifica culoarea, magnetismul, legăturile și reactivitatea.

Forme chimice

Compuși, ioni și materiale

Formele chimice importante includ metalul și aliajele, oxizii, halogenurile și compușii de coordonație. Stările de oxidare variabile sunt frecvente deoarece electronii s și d au energii apropiate, iar liganzii din jurul ionului metalic pot modifica puternic culoarea, magnetismul și reactivitatea.

Comportament fizic

Stare și tranziții de fază

Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Densitatea indicată este 8.57 g/cm³. Punctul de topire este 2 745 K (2 472 °C). Punctul de fierbere este 5 017 K (4 744 °C). Presiunea, puritatea și structura cristalină pot modifica proprietățile fizice măsurate.

Răspândire și utilizări

Unde se găsește și cum este utilizat niobiu

În practică, acest element apare în domenii precum magneți supraconductori, metalurgie, oțel și bijuterii.

În practică

Exemple de utilizări reale

Magneți supraconductori

Supraconductorii pe bază de compuși ai acestui element pot transporta curenți foarte mari cu rezistență electrică neglijabilă la temperaturi criogenice.

Metalurgie

Acest element este folosit în extracție, rafinare, aliere sau tratamente termice care controlează proprietățile metalelor.

Oțel

Acest element modifică proprietățile oțelurilor sau intervine în chimia siderurgică și în proiectarea aliajelor.

Bijuterii

Acest element este folosit în aliaje pentru bijuterii datorită culorii, rezistenței la coroziune, rarității, luciului sau proprietăților mecanice.

Poziție în tabelul periodic

Ce ne spun elementele vecine

Niobiu se află în perioada 5 și grupa 5. În vecinătatea prezentată aici, în aceeași perioadă, la stânga și la dreapta se află zirconiu și molibden; în aceeași grupă, deasupra se află vanadiu, iar dedesubt tantal. Aceste poziții permit compararea dimensiunii atomice, energiei de ionizare și comportamentului de legare cu elementele apropiate.

Date de referință

Proprietăți fizice și atomice

Clasificaremetal de tranziție

Stare la temperatura camereisolid

Straturi electronice2 · 8 · 18 · 12 · 1

Densitate8.57 g/cm³

Punct de topire2 745 K (2 472 °C)

Punct de fierbere5 017 K (4 744 °C)

Electronegativitate Pauling1.6

Prima energie de ionizare652.1 kJ/mol

Afinitate electronică88.52 kJ/mol

Valorile descriu elementul sau atomul neutru, după caz. Datele fizice pot depinde de alotrop, presiune și condițiile de măsurare.

Istorie

Descoperire și identificare

Descoperirea elementului este asociată cu Charles Hatchett. Recunoașterea elementului, izolarea unei probe pure și atribuirea numărului atomic modern nu au avut neapărat loc în același moment.

Izotopi și masă atomică

Cum influențează compoziția izotopică valorile

Masa atomică standard este 92.90637(1). Această valoare se referă la compoziția izotopică a materialului terestru natural, nu la masa unui anumit atom.

Acest element are cel puțin un izotop stabil. Izotopii diferiți au același număr de protoni și, prin urmare, aceeași identitate chimică, dar numere diferite de neutroni și mase atomice diferite.

Siguranță

Manipulare și expunere

Riscurile asociate acestui element depind de forma chimică, doză și calea de expunere. Elementul pur, ionii și compușii săi pot avea efecte biologice și de mediu foarte diferite, de aceea trebuie consultate datele de siguranță pentru substanța manipulată efectiv.