ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

41Nb

ไนโอเบียม

ไนโอเบียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 41 และสัญลักษณ์ Nb อยู่ในคาบ 5 หมู่ 5 บล็อก d ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Kr] 4d4 5s1

เลขอะตอม41

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน92.90637(1)

หมู่5

คาบ5

บล็อกd

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Kr] 4d4 5s1

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

อิเล็กตรอนในออร์บิทัล d มีบทบาทโดยตรงต่อเคมีของไนโอเบียมพลังงานที่ใกล้กันของอิเล็กตรอน s และ d ทำให้โลหะแทรนซิชันเกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า สารเชิงซ้อน และพฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาได้

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของไนโอเบียมคือ [Kr] 4d4 5s1 เมื่อเกิดสารประกอบ การเติมออร์บิทัล d อาจเปลี่ยนไป จึงส่งผลต่อสี แม่เหล็กพันธะ และความไวต่อปฏิกิริยา

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

รูปแบบสำคัญของไนโอเบียมได้แก่ โลหะ โลหะผสม ออกไซด์ เฮไลด์ และสารเชิงซ้อน พลังงานของอิเล็กตรอน s และ d ที่ใกล้กันทำให้เกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า และลิแกนด์สามารถเปลี่ยนสี สมบัติแม่เหล็กและความไวต่อปฏิกิริยาได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 8.57 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 2 745 K (2 472 °C) จุดเดือดคือ 5 017 K (4 744 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบไนโอเบียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติไนโอเบียมพบการใช้งานในด้าน แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด, โลหวิทยา, เหล็กกล้า และ เครื่องประดับ เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด

ในงานแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด สมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า หรือการตอบสนองต่ออุณหภูมิของไนโอเบียมถูกนำมาใช้เพื่อสร้าง ตรวจวัด หรือแปลงสัญญาณอย่างแม่นยำ

โลหวิทยา

ในงานโลหวิทยา มีการเติมไนโอเบียมเพื่อปรับความแข็งแรง ความแข็ง ความต้านทานการกัดกร่อน พฤติกรรมการหลอม หรือสมบัติที่อุณหภูมิสูงของโลหะ

เหล็กกล้า

ในงานเหล็กกล้า มีการเติมไนโอเบียมเพื่อปรับความแข็งแรง ความแข็ง ความต้านทานการกัดกร่อน พฤติกรรมการหลอม หรือสมบัติที่อุณหภูมิสูงของโลหะ

เครื่องประดับ

ไนโอเบียมใช้ในเครื่องประดับเมื่อสี ความเงา ความทนต่อการสึกหรอ การกัดกร่อน และความสามารถในการขึ้นรูปของโลหะเป็นสมบัติสำคัญ

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

ไนโอเบียมอยู่ในคาบ 5 และหมู่ 5 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ ไทเทเนียม, วาเนเดียม, โครเมียมการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทโลหะแทรนซิชัน

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 18 · 12 · 1

ความหนาแน่น8.57 g/cm³

จุดหลอมเหลว2 745 K (2 472 °C)

จุดเดือด5 017 K (4 744 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.6

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก652.1 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน88.52 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

ไนโอเบียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของไนโอเบียมคือ 92.90637(1) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของไนโอเบียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของไนโอเบียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ