Интересное применение ниобия – в качестве элемента ювелирных изделий, так как он может приобретать переливающиеся тона красивого красного, синего, золотого и зеленого цветов. Кроме того, он часто используется, среди прочего, в нефтехимической, металлургической, аэрокосмической и стекольной промышленности. Узнайте, как его выгодные физические и химические свойства делают его очень универсальным элементом.
Что такое ниобий?
Химический элемент Ниобий, также известный как Колумбий, представляет собой мягкий, пластичный и ковкий переходный металл, устойчивый к коррозии и высоким температурам. Кроме того, это беловато-сероватый электрический сверхпроводник.
Символ ниобия
Nb Символ ниобия происходит из греческой мифологии от слова Ниоба , значение которого — дочь Тантала . Название Ниобий было обозначено при выделении его из элемента Танталит, в честь дочери греческого царя Тантала, героини слез. Однако, поскольку некоторые до сих пор называют металл Колумбио, он принимает символику Cb.
Характеристики ниобия
Отличается высокой устойчивостью к коррозии и кислотам. Однако он обычно подвергается воздействию окислителей, щелочей и плавиковой кислоты. Он также может образовывать диэлектрические оксидные слои. С другой стороны, его степень окисления +5 приводит к образованию тартрата, фторида, пероксида и оксалата. Другими особенностями являются:
- Химическая реакционная способность : Обычно реагирует с углеродом, кислородом, азотом, галогенами и серой.
- Растворимость : В расплавленной фазе смешивается с железом, но не растворяется в воде.
- Плавление и кипение : хотя он имеет высокую температуру плавления, он имеет низкую плотность по сравнению с другими металлами.
- Пластичность : его можно легко деформировать в нити, хотя при растяжении он становится прочным и твердым, но не хрупким.
- Состояние : обычное агрегатное состояние твердое.
- Цвет : Он кажется блестящим, серебристым и металлическим, но при комнатной температуре металл имеет голубоватый оттенок.
- Сверхпроводник : Это идеальный электрический проводник, поскольку он хорошо сопротивляется прохождению электрического тока.
- Кристаллическая структура : Структура центрированная кубическая, что означает, что 8 ее атомов образуют куб, а внутри находится один атом.
- Температура : Очень хорошо выдерживает высокие температуры, не разлагается и не плавится.
- Магнитный порядок : Это парамагнитный элемент.
Химические и физические свойства ниобия
- Атомный номер : 41
- Атомный радиус (Å) : 198 пм.
- Плотность (г/мл) : 8570 кг/м³
- Ковалентный радиус (Å) : 137 пм.
- Точка кипения : 4744 °С (5017 К).
- Первый потенциал ионизации (эВ) : 652,1 кДж/моль.
- Скорость звука : 3480 м/с при 293,15 К.
- Температура плавления : 2477°C (2750K).
- Степени окисления : +5, +3, +2, +4.
- Электронная конфигурация : [Kr]4d 4 5s 1
- Атомная масса (г/моль) : 92,90638
- Энтальпия испарения : 696,6 кДж/моль.
- Электроотрицательность : 1,6
- Оксид : Слегка кислый
- Удельная теплоемкость : 265 Дж/(К-кг)
- Энтальпия плавления : 26,4 кДж/моль.
- Электронов на уровень : 2, 8, 18, 12, 1.
Происхождение ниобия
Согласно истории ниобия, Джон Уинтроп обнаружил странный минерал в Массачусетсе, США, в 1734 году. Затем он приготовился отправить его на британскую территорию, где он был обнаружен, исследован и изучен химиком Чарльзом Хэтчеттом в течение года. 1801. Затем после многочисленных наблюдений и анализов англичане дали ему имя Колумбио и, таким образом, стали первооткрывателями ниобия. Позже физик Уильям Хайд Волластон в 1809 году сравнил его с другими элементами и ошибочно пришел к выводу, что колумбий и тантал — одно и то же.
Позже немецкий химик Генрих Розе в 1844 году работал с колумбитом и танталитом и разделил каждый образец на кислые формы, которые он назвал ниобиевой кислотой. Впоследствии швейцарцу Жану Шарлю де Мариньяку удалось выделить металлический ниобий путем нагревания его с хлоридом. Затем, в 1949 году, было принято его официальное название.
Для чего используется ниобий?
Основное его применение – в производстве стали, так как он применяется для скрепления соединений с целью повышения прочности и устойчивости к высоким температурам и коррозии. Аналогично, сплав ниобий-сталь используется, в частности, в химической, аэрокосмической и автомобильной промышленности. Откройте для себя другие приложения:
- Сверхпроводящие магниты: элемент из сплава титана, олова и алюминия экструдируется в проволоку и отливается для формирования сверхпроводящих магнитов.
- Стеклянные линзы и экраны: стекло покрыто мелким металлическим порошком для рассеивания света, не убирая и не поглощая его, а также для большей устойчивости к отражению.
- Ускорители частиц. Некоторые ускорители электронов содержат камеры, отлитые из легированного или чистого элемента ниобия.
- Натриевые лампы: в металлическом основании этих ламп используется сплав ниобия и циркония.
- Монеты: Используется при изготовлении биметаллических монет из-за свойства менять цвет.
- Ювелирные изделия: При нагревании или прохождении через электрическое поле он приобретает красивые оттенки для создания брошей, обручей, серег, шпилек и булавок.
Таким образом, ниобий является коррозионностойким, ковким, пластичным, мягким железистым переходным металлом, устойчивым к высоким температурам. Кроме того, он реагирует с кислородом, углеродом, серой, галогенами и азотом. Кроме того, это парамагнитный элемент, электрический сверхпроводник и нерастворимый в воде.