Хімічний елемент · довідкова сторінка

41Nb

Ніобій

Ніобій (Nb) — хімічний елемент з атомним номером 41. Він розташований у періоді 5, групі 5, d-блоці. За кімнатної температури проста речовина зазвичай тверда. Атомний номер дорівнює числу протонів у ядрі й однозначно визначає елемент.

Атомний номер41

Стандартна атомна маса92.90637(1)

Група5

Період5

Блокd

Електронна конфігурація[Kr] 4d4 5s1

Електронна будова

Що визначає хімічні властивості

Елемент «Ніобій» належить до d-блоку. Близькі енергії s- і d-електронів дають змогу реалізувати кілька ступенів окиснення та різноманітну координаційну хімію.

Конфігурацію [Kr] 4d4 5s1 важливо розглядати разом зі ступенем окиснення: заповнення d-орбіталей впливає на колір, магнетизм, тип зв’язків і реакційну здатність.

Хімічні форми

Сполуки, йони та матеріали

Важливі хімічні форми елемента «Ніобій» включають металевий стан і сплави, оксиди, галогеніди та координаційні сполуки. Кілька ступенів окиснення пов’язані, зокрема, з близькими енергіями s- і d-електронів.

Фізичні властивості

Стан і фазові переходи

За кімнатної температури проста речовина перебуває у твердому стані. Густина: 8.57 g/cm³. Температура плавлення: 2 745 K (2 472 °C). Температура кипіння: 5 017 K (4 744 °C). Вимірювані фізичні величини можуть залежати від тиску, чистоти зразка та кристалічної структури.

Поширення та застосування

Де трапляється і як застосовується Ніобій?

На практиці елемент «Ніобій» або його сполуки використовують у таких напрямах: Надпровідні магніти, Металургія, Сталь та Ювелірні вироби. Конкретна роль залежить від хімічної форми та властивості, яку потрібно використати.

На практиці

Приклади реального застосування

Надпровідні магніти

Матеріали, що містять елемент «Ніобій», застосовують у магнітних системах, коли важливі їхні магнітні властивості.

Металургія

У металургії елемент «Ніобій» використовують для легування, покриттів, з’єднання матеріалів або керування властивостями поверхні.

Сталь

Елемент «Ніобій» додають до деяких сплавів, щоб змінити міцність, корозійну стійкість, жаростійкість або інші властивості матеріалу.

Ювелірні вироби

У цій сфері елемент «Ніобій» або його сполуки застосовують завдяки відповідним хімічним, фізичним чи ізотопним властивостям; конкретна роль залежить від матеріалу та конструкції.

Положення в періодичній системі

Що показують сусідні елементи

Елемент «Ніобій» розташований у періоді 5, групі 5 та d-блоці; класифікація: перехідний метал. Порівняння з елементами тієї самої групи показує подібність валентної електронної будови, а рух уздовж періоду — закономірні зміни радіуса, енергії йонізації, електронегативності та характеру зв’язків.

Довідкові дані

Фізичні та атомні властивості

Класифікаціяперехідний метал

Стан за кімнатної температуритвердий стан

Електронні оболонки2 · 8 · 18 · 12 · 1

Густина8.57 g/cm³

Температура плавлення2 745 K (2 472 °C)

Температура кипіння5 017 K (4 744 °C)

Електронегативність за Полінгом1.6

Перша енергія йонізації652.1 kJ/mol

Спорідненість до електрона88.52 kJ/mol

Значення стосуються елемента або нейтрального атома там, де це доречно. Фізичні величини можуть залежати від алотропної форми, тиску, чистоти та умов вимірювання.

Історія

Відкриття та ідентифікація

Історія вивчення елемента «Ніобій» охоплює розпізнавання його хімічної індивідуальності, виділення або одержання речовини та подальший точний опис як елемента з атомним номером 41.

Ізотопи та атомна маса

Як ізотопний склад впливає на значення

Стандартна атомна маса дорівнює 92.90637(1). Це не маса одного конкретного атома, а зважене середнє, що відповідає типовому ізотопному складу природної речовини.

Елемент «Ніобій» має принаймні один стабільний ізотоп. Усі ізотопи мають однакову кількість протонів, але різняться кількістю нейтронів і масою атома.

Безпека

Поводження та вплив

Ризики під час роботи з елементом «Ніобій» залежать від хімічної форми, дози та шляху впливу. Проста речовина, йони та сполуки можуть істотно різнитися за біологічною й екологічною дією, тому слід орієнтуватися на дані для конкретної речовини.