Ниобий

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

  1. Атомный номер : 41
  2. Атомный радиус (Å) : 198 пм.
  3. Плотность (г/мл) : 8570 кг/м³
  4. Ковалентный радиус (Å) : 137 пм.
  5. Точка кипения : 4744 °С (5017 К).
  6. Первый потенциал ионизации (эВ) : 652,1 кДж/моль.
  7. Скорость звука : 3480 м/с при 293,15 К.
  8. Температура плавления : 2477°C (2750K).
  9. Степени окисления : +5, +3, +2, +4.
  10. Электронная конфигурация : [Kr]4d 4 5s 1
  11. Атомная масса (г/моль) : 92,90638
  12. Энтальпия испарения : 696,6 кДж/моль.
  13. Электроотрицательность : 1,6
  14. Оксид : Слегка кислый
  15. Удельная теплоемкость : 265 Дж/(К-кг)
  16. Энтальпия плавления : 26,4 кДж/моль.
  17. 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.