Химический элемент · справочная страница

41Nb

Ниобий

Ниобий (Nb) — химический элемент с атомным номером 41. Он расположен в периоде 5, группа 5, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер41

Стандартная атомная масса92.90637(1)

Группа5

Период5

Блокd

Электронная конфигурация[Kr] 4d4 5s1

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Ниобий относится к d-блоку. Близкие энергии s- и d-электронов делают возможными несколько степеней окисления и разнообразную координационную химию.

Конфигурацию [Kr] 4d4 5s1 важно рассматривать вместе со степенью окисления: изменение заполнения d-орбиталей влияет на цвет, магнетизм, тип связей и реакционную способность.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Ниобий: важные химические формы включают металлическое состояние и сплавы, оксиды, галогениды и координационные соединения. Возможность нескольких степеней окисления связана в том числе с близкими энергиями s- и d-электронов.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 8.57 g/cm³. Температура плавления: 2 745 K (2 472 °C). Температура кипения: 5 017 K (4 744 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется ниобий?

На практике Ниобий применяется прежде всего в таких областях, как Сверхпроводящие магниты, Металлургия, Сталь и Ювелирные изделия. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Сверхпроводящие магниты

Материалы, содержащие элемент «Ниобий», используют для создания постоянных или специальных магнитов, когда важны их магнитные свойства.

Металлургия

В металлургии элемент «Ниобий» используют для легирования, покрытий, соединения материалов или управления свойствами поверхности.

Сталь

Элемент «Ниобий» добавляют в некоторые сплавы, чтобы изменить прочность, коррозионную стойкость, жаропрочность или другие свойства материала.

Ювелирные изделия

В области «Ювелирные изделия» применяют элемент «Ниобий» или его соединения, используя подходящие химические, физические или изотопные свойства; конкретная роль зависит от материала и конструкции.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Ниобий находится в периоде 5, группе 5 и d-блоке; классификация: переходный металл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияпереходный металл

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 18 · 12 · 1

Плотность8.57 g/cm³

Температура плавления2 745 K (2 472 °C)

Температура кипения5 017 K (4 744 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.6

Первая энергия ионизации652.1 kJ/mol

Сродство к электрону88.52 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Ниобий: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 41.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 92.90637(1). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Ниобий имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Ниобий» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.