L’elemento chimico niobio è classificato come metallo di transizione. Fu scoperto nel 1801 da Charles Hatchett.
Zona dati
| Classificazione: | Niobio è un metallo di transizione |
| Colore: | bianco-argenteo |
| Peso atomico: | 92.9064 |
| Stato: | solido |
| Punto di fusione: | 2477 oC, 2750 K |
| Punto di ebollizione: | 4744 oC, 5017 K |
| Elettroni: | 41 |
| Protoni: | 41 |
| Neutroni nell’isotopo più abbondante: | 52 |
| Gusci di elettroni: | 2,8,18,12,1 |
| Configurazione elettronica: | 4d4 5s1 |
| Densità a 20oC: | 8,57 g / cm3 |
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| Volume atomico: | 10,87 cm3 / mol |
| Struttura: | bcc: cubico centrato sul corpo |
| Durezza: | 6.0 mohs |
| Capacità termica specifica | 0,26 J g-1 K-1 |
| Calore di fusione | 26,40 kJ mol- 1 |
| Calore di atomizzazione | 733 kJ mol-1 |
| Calore di vaporizzazione | 682,0 kJ mol-1 |
| 1a energia di ionizzazione | 652,1 kJ mol-1 |
| 2a energia di ionizzazione | 1381,7 kJ mol-1 |
| 3a energia di ionizzazione | 2416 kJ mol-1 |
| Affinità elettronica | 86,2 kJ mol-1 |
| Numero minimo di ossidazione | -1 |
| Min. numero di ossidazione comune | 0 |
| Numero massimo di ossidazione | 5 |
| Max. ossidazione comune n. | 5 |
| Elettronegatività (scala Pauling) | 1.6 |
| Polarizzabilità volume | 15,7 Å3 |
| Reazione con l’aria | w / ht, ⇒ NbO2 |
| Reazione con HNO3 15 M | nessuno |
| Reazione con HCl 6 M | nessuno |
| Reazione con NaOH 6 M | nessuno |
| Ossido / i | NbO, NbO2, Nb2O3, Nb2O5 |
| Idruro / i | NbH, NbH2 |
| Cloruro / i | NbCl3, NbCl4, NbCl5 |
| Raggio atomico | 146 pm |
| Raggio ionico (1+ ioni) | – |
| Raggio ionico (2+ ioni) | – |
| Raggio ionico (3+ ioni) | 86 pm |
| Raggio ionico (1 ione) | – |
| Raggio ionico (2 ioni) | – |
| Raggio ionico (3 – ion) | – |
| Il Conduttività termica | 53,7 W m-1 K-1 |
| Conduttività elettrica | 6,6 x 106 S m-1 |
| Punto di congelamento / fusione: | 2477 oC, 2750 K |
Cristalli di niobio metallo. Foto di Artem Topchiy.
Scoperta del niobio
Il niobio fu scoperto nel 1801 dallo scienziato inglese Charles Hatchett. È stato trovato in un minerale americano che era stato inviato in Inghilterra più di un secolo prima da John Winthrop il Giovane, il primo governatore dello stato del Connecticut.
Hatchett trovò il minerale, chiamato columbite, nel Collezione Hans Sloane del British Museum.
Ha chiamato l’elemento columbium (simbolo Cb).
Nel 1846 il chimico tedesco Henrich Rose scoprì indipendentemente l’elemento e lo chiamò niobio.
Il metallo fu isolato per la prima volta dallo scienziato svedese Christian Blomstrand nel 1864. Ridusse il cloruro riscaldandolo in un’atmosfera di idrogeno.
Il nome niobio fu adottato a livello internazionale nel 1950.
Il nome dell’elemento deriva da “Niobe”, che significa figlia di Tantalo nella mitologia greca. Il niobio si trova direttamente sopra il tantalio nella tavola periodica e condividono proprietà chimiche molto simili. Il tantalio prende il nome da Tantalo, padre di Niobe.
Cavità di niobio superconduttore, realizzate da il Jefferson Laboratory per l’uso negli acceleratori di particelle. (Maggiori informazioni nel video qui sotto.)
Aspetto e caratteristiche
Effetti nocivi:
Alcuni composti di niobio sono altamente tossici.
Caratteristiche:
Il niobio è un metallo lucido, bianco e duttile. Nell’aria si forma uno strato di ossido il cui colore dipende dal suo spessore. Le sfumature di blu, verde e giallo sono tipiche.
Il niobio resiste alla corrosione dovuta al film di ossido. Il metallo inizia a ossidarsi rapidamente nell’aria a 200 oC.
Le proprietà chimiche del niobio sono molto simili a quelle del tantalio.
Il niobio è uno dei cinque principali metalli refrattari (metalli con elevata resistenza al calore e all’usura). Gli altri metalli refrattari sono tungsteno, molibdeno, tantalio e renio.
Usi del niobio
Il niobio viene utilizzato con ferro e altri elementi nelle leghe di acciaio inossidabile e anche in leghe con una varietà di metalli non ferrosi, come lo zirconio,
Le leghe di niobio sono resistenti e sono spesso utilizzate nella costruzione di condutture.
Il metallo è utilizzato nelle superleghe per motori a reazione e apparecchiature resistenti al calore.
Il niobio è utilizzato anche per i gioielli. A temperature criogeniche, il niobio è un superconduttore.
Abbondanza e isotopi
Abbondanza crosta terrestre: 17 parti per milione in peso, 3,7 parti per milione in moli
Abbondanza del sistema solare: 4 parti per miliardo in peso, 50 parti per trilione in moli
Costo, puro: $ 18 per 100 g
Costo, all’ingrosso: $ per 100 g
Fonte: il niobio non si trova libero in natura ma in minerali come la columbite e la tantalite. I minerali che contengono niobio spesso contengono anche tantalio. Commercialmente, il niobio viene estratto formando prima l’ossido (Nb2O5). L’ossido viene quindi ridotto utilizzando carbonio o idrogeno.
Isotopi: il niobio ha 28 isotopi le cui emivite sono note, con un numero di massa compreso tra 83 e 110. Il niobio presente in natura è costituito dal suo unico isotopo stabile, 93Nb.
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"Niobium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/niobium.html>.
