L’élément chimique niobium est classé comme métal de transition. Il a été découvert en 1801 par Charles Hatchett.
Zone de données
| Classification: | Niobium est un métal de transition |
| Couleur: | blanc argenté |
| Poids atomique: | 92.9064 |
| État: | solide |
| Point de fusion: | 2477 oC, 2750 K |
| Point d’ébullition: | 4744 oC, 5017 K |
| Électrons: | 41 |
| Protons: | 41 |
| Neutrons dans l’isotope le plus abondant: | 52 |
| Coquilles d’électrons: | 2,8,18,12,1 |
| Configuration électronique: | 4d4 5s1 |
| Densité à 20oC: | 8,57 g / cm3 |
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| Volume atomique: | 10,87 cm3 / mol |
| Structure: | bcc: cubique centrée sur le corps |
| Dureté: | 6,0 mohs |
| Capacité thermique spécifique | 0,26 J g-1 K-1 |
| Chaleur de fusion | 26,40 kJ mol- 1 |
| Chaleur d’atomisation | 733 kJ mol-1 |
| Chaleur de vaporisation | 682,0 kJ mol-1 |
| 1ère énergie d’ionisation | 652,1 kJ mol-1 |
| 2ème énergie d’ionisation | 1381,7 kJ mol-1 |
| 3ème énergie d’ionisation | 2416 kJ mol-1 |
| Affinité électronique | 86,2 kJ mol-1 |
| Nombre minimal d’oxydation | -1 |
| Min. n ° d’oxydation commun. | 0 |
| Indice d’oxydation maximal | 5 |
| Max. oxydation commune no. | 5 |
| Électronégativité (échelle de Pauling) | 1,6 |
| Polarisabilité volume | 15,7 Å3 |
| Réaction avec l’air | w / ht, ⇒ NbO2 |
| Réaction avec 15 M HNO3 | aucune |
| Réaction avec 6 M HCl | aucune |
| Réaction avec NaOH 6 M | aucun |
| Oxyde (s) | NbO, NbO2, Nb2O3, Nb2O5 |
| Hydrure (s) | NbH, NbH2 |
| Chlorure (s) | NbCl3, NbCl4, NbCl5 |
| Rayon atomique | 146 pm |
| Rayon ionique (1+ ion) | – |
| Rayon ionique (2+ ion) | – |
| Rayon ionique (3+ ion) | 86 pm |
| Rayon ionique (1 ion) | – |
| Rayon ionique (2 ions) | – |
| Rayon ionique (3 – ion) | – |
| Le Conductivité rmale | 53,7 W m-1 K-1 |
| Conductivité électrique | 6,6 x 106 S m-1 |
| Point de congélation / fusion: | 2477 oC, 2750 K |
Cristaux de niobium métal. Photo par Artem Topchiy.
Découverte du niobium
Le niobium a été découvert en 1801 par le scientifique anglais Charles Hatchett. Il a été trouvé dans un minerai américain qui avait été envoyé en Angleterre plus d’un siècle auparavant par John Winthrop le Jeune, le premier gouverneur de l’état du Connecticut.
Hatchett a trouvé le minerai, appelé columbite, dans le Collection Hans Sloane du British Museum.
Il a nommé l’élément columbium (symbole Cb).
En 1846, le chimiste allemand Henrich Rose a découvert indépendamment l’élément et l’a nommé niobium.
Le métal a été isolé pour la première fois par le scientifique suédois Christian Blomstrand en 1864. Il a réduit le chlorure en le chauffant dans une atmosphère d’hydrogène.
Le nom niobium a été adopté internationalement en 1950.
Le nom de l’élément vient de «Niobe» qui signifie fille de Tantale dans la mythologie grecque. Le niobium se trouve directement au-dessus du tantale dans le tableau périodique, et ils partagent des propriétés chimiques très similaires. Tantale a été nommé d’après Tantale, père de Niobe.
Cavités supraconductrices en niobium, fabriquées par le laboratoire Jefferson pour une utilisation dans les accélérateurs de particules. (Plus dans la vidéo ci-dessous.)
Apparence et caractéristiques
Effets nocifs:
Certains composés de niobium sont hautement toxiques.
Caractéristiques:
Le niobium est un métal brillant, blanc et ductile. Dans l’air se forme une couche d’oxyde dont la couleur dépend de son épaisseur. Les nuances de bleu, de vert et de jaune sont typiques.
Le niobium résiste à la corrosion due au film d’oxyde. Le métal commence à s’oxyder rapidement dans l’air à 200 oC.
Les propriétés chimiques du niobium sont très similaires à celles du tantale.
Le niobium est l’un des cinq principaux métaux réfractaires (métaux très haute résistance à la chaleur et à l’usure). Les autres métaux réfractaires sont le tungstène, le molybdène, le tantale et le rhénium.
Utilisations du niobium
Le niobium est utilisé avec le fer et d’autres éléments dans les alliages d’acier inoxydable et aussi dans les alliages avec une variété de métaux non ferreux, tels que le zirconium,
Les alliages de niobium sont solides et sont souvent utilisés dans la construction de pipelines.
Le métal est utilisé dans les superalliages pour les moteurs à réaction et les équipements résistant à la chaleur.
Le niobium est également utilisé pour les bijoux. Aux températures cryogéniques, le niobium est un supraconducteur.
Abondance et isotopes
Abondance de la croûte terrestre: 17 parties par million en poids, 3,7 parties par million en moles
Système solaire d’abondance: 4 parties par milliard en poids, 50 parties par billion de moles
Coût, pur: 18 $ par 100g
Coût, en vrac: $ par 100g
Source: Le niobium ne se trouve pas libre dans la nature mais dans des minéraux tels que la colombite et la tantalite. Les minéraux qui contiennent du niobium contiennent souvent aussi du tantale. Commercialement, le niobium est extrait en formant d’abord l’oxyde (Nb2O5). L’oxyde est ensuite réduit à l’aide de carbone ou d’hydrogène.
Isotopes: Le niobium a 28 isotopes dont les demi-vies sont connues, avec des nombres de masse de 83 à 110. Le niobium naturel se compose de son seul isotope stable, 93Nb.
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"Niobium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/niobium.html>.
