ニオブ元素の事実

41
Nb
92.91

化学元素ニオブは遷移金属として分類されます。 1801年にCharlesHatchettによって発見されました。

データゾーン

分類: Niobium遷移金属です
色: 銀白色
原子量: 92.9064
状態: 固体
融点: 2477 oC、2750 K
沸点: 4744 oC、5017 K
電子: 41
プロトン: 41
ニュートロン最も豊富な同位体: 52
電子シェル: 2,8,18,12,1
電子構成: 4d4 5s1
20oCでの密度: 8.57 g / cm3

熱、エネルギー、酸化、
反応、化合物、半径、Coなどの詳細を表示nductivities

原子体積: 10.87 cm3 / mol
構造: bcc:体心立方
硬度: 6.0モー
比熱容量 0.26 J g-1 K-1
溶融熱 26.40 kJ mol- 1
霧化の熱 733 kJ mol-1
気化の熱 682.0 kJ mol-1
最初のイオン化エネルギー 652.1 kJ mol-1
2番目のイオン化エネルギー 1381.7 kJ mol-1
3番目のイオン化エネルギー 2416 kJ mol-1
電子親和性 86.2 kJ mol-1
最小酸化数 -1
最小一般的な酸化番号 0
最大酸化数 5
最大一般的な酸化番号 5
電気陰性度(ポーリングスケール) 1.6
分極性体積 15.7Å3
空気との反応 w / ht、⇒NbO2
15 MHNO3との反応 なし
6 MHClとの反応 なし
6 MNaOHとの反応 なし
酸化物 NbO、NbO2、 Nb2O3、Nb2O5
水素化物 NbH、NbH2
塩化物 NbCl3、NbCl4、NbCl5
原子半径 146 pm
イオン半径(1+イオン)
イオン半径(2+イオン)
イオン半径(3+イオン) 86 pm
イオン半径(1-イオン)
イオン半径(2-イオン)
イオン半径(3 -イオン)
熱伝導率 53.7 W m-1 K-1
電気伝導率 6.6 x 106 S m-1
凝固点/融点: 2477 oC、2750 K

ニオブ金属の結晶。写真提供:ArtemTopchiy。

ニオブの発見

ニオブは、1801年に英国の科学者チャールズハチェットによって発見されました。それは、1世紀以上前にコネチカット州の初代知事であるジョンウィンスロップザヤンガーによってイギリスに送られたアメリカの鉱石で発見されました。

ハチェットは、コルンブ石と呼ばれる鉱石を発見しました。大英博物館のハンススローンコレクション。

彼は元素をコロンビウム(記号Cb)と名付けました。

1846年、ドイツの化学者ヘンリッヒローズが独自に元素を発見し、ニオブと名付けました。

この金属は、1864年にスウェーデンの科学者クリスチャンブロムストランドによって最初に分離されました。彼は水素雰囲気で加熱することにより塩化物を還元しました。

ニオブという名前は1950年に国際的に採用されました。

要素名は、ギリシャ神話でタンタルスの娘を意味する「ニオブ」に由来します。ニオブは周期表のタンタルの真上にあり、非常によく似た化学的性質を共有しています。タンタルは、ニオブの父であるタンタロスにちなんで名付けられました。

超伝導ニオブキャビティ粒子加速器で使用するためのジェファーソン研究所。 (以下のビデオで詳細をご覧ください。)

フェルミラボの超伝導ニオブ空洞。

外観と特性

有害な影響:

一部のニオブ化合物は非常に毒性があります。

特性:

ニオブは、光沢のある白い延性のある金属です。空気中では酸化物層が形成され、その色はその厚さに依存します。青、緑、黄色の色合いが典型的です。

ニオブは、酸化皮膜による腐食に耐性があります。金属は200oCの空気中で急速に酸化し始めます。

ニオブの化学的性質はタンタルの化学的性質と非常に似ています。

ニオブは5つの主要な高融点金属の1つです(耐熱性と耐摩耗性に優れています)。他の高融点金属は、タングステン、モリブデン、タンタル、レニウムです。

ニオブの使用

ニオブは、ステンレス鋼合金や、ジルコニウムなどのさまざまな非鉄金属を含む合金の鉄やその他の元素とともに使用されます。

ニオブ合金は丈夫で、パイプラインの建設によく使用されます。

金属はジェットエンジンや耐熱装置の超合金に使用されます。

ニオブは宝石にも使用されます。極低温では、ニオブは超伝導体です。

存在量と同位体

存在量の地球の地殻:重量で17 ppm、モルで3.7ppm

豊富なソーラーシステム:重量で4 ppb、モルで50pp>

コスト、純粋:100gあたり18ドル

コスト、バルク:100gあたり$

出典:ニオブは自然界では遊離していませんが、コルンブ石やタンタライトなどの鉱物に含まれています。ニオブを含むミネラルには、タンタルも含まれていることがよくあります。商業的には、ニオブは最初に酸化物(Nb2O5)を形成することによって抽出されます。次に、炭素または水素を使用して酸化物を還元します。

同位体:ニオブには、半減期がわかっている28の同位体があり、質量数は83〜110です。天然に存在するニオブは、1つの安定同位体である93Nbで構成されています。

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"Niobium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/niobium.html>.

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