Nióbium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
41 cirkóniumnióbiummolibdén
V

Nb

Ta
Általános
Név, vegyjel, rendszám nióbium, Nb, 41
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 5, 5, d
Megjelenés szürke fémes
Niobium crystals and 1cm3 cube.jpg
Atomtömeg 92,90637(2) g/mol[1]
Elektronszerkezet [Kr] 4d4 5s1
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 12, 1
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 8,57 g/cm³
Olvadáspont 2750 K
(2477 °C, 4491 °F)
Forráspont 5017 K
(4744 °C, 8571 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus 30 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 689,9 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 24,60 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 2942 3207 3524 3910 4393 5013
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös tércentrált
Oxidációs szám 5, 4, 3, 2, −1
(enyhén savas oxid)
Elektronegativitás 1,6 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 652,1 kJ/mol
2.: 1380 kJ/mol
3.: 2416 kJ/mol
Atomsugár 146 pm
Atomsugár (számított) 198 pm
Kovalens sugár 164±6 pm
Egyebek
Mágnesség paramágneses[2]
Elektromos ellenállás (0 °C) 152 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 53,7 W/(m·K)
Hőtágulási együttható (25 °C) 7,3 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 3480 m/s
Young-modulus 105 GPa
Nyírási modulus 38 GPa
Kompressziós modulusz 170 GPa
Poisson-tényező 0,40
Mohs-keménység 6,0
Vickers-keménység 1320 MPa
Brinell-keménység 736 HB
CAS-szám 7440-03-1
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A nióbium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
91mNb mest. 60,86 nap IT 0,104e 91Nb
91Nb mest. 6,8·10² év ε - 91Zr
92Nb mest. 10,15 nap ε - 92Zr
γ 0,934 -
92Nb mest. 3,47·107 év ε - 92Zr
γ 0,561, 0,934 -
93mNb mest. 16,13 év IT 0,031e 93Nb
93Nb 100% Nb stabil 52 neutronnal
94Nb mest. 2,03·104 év β 0,471 94Mo
γ 0,702, 0,871 -
95mNb mest. 3,61 nap IT 0,235 95Nb
95Nb mest. 34,991 nap β 0,159 95Mo
γ 0,765 -
Hivatkozások

A nióbium a periódusos rendszer egy kémiai eleme. Vegyjele Nb, rendszáma 41. Az átmenetifémek közé tartozik. Világosszürke színű fém. A keménysége a kovácsoltvaséhoz hasonló. A vegyületeiben általában három vagy öt vegyértékű. Különleges acélok készítéséhez használják.

Nióbium kristályok

Kémiai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Magasabb hőmérsékleten reakcióba lép klórral, jóddal, nitrogénnel, foszforral, kénnel. Hevítés hatására szénnel is reagál, karbidot képez. Szobahőmérsékleten vízzel nem reagál, de az izzó nióbium hidrogént fejleszt a vízből. Nem oldódik savakban, még a királyvíz sem támadja meg. Egyedül a hidrogén-fluorid oldja. A nióbiumot a nátrium-hidroxid és a kálium-hidroxid olvadéka megtámadja.

Előfordulása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A természetben a kolumbit nevű ásványként található meg. Ez lényegében a vas és a mangán niobátja.

Izotópjai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A nióbiumnak egy, a természetben előforduló, stabil izotópja van. Emellett sok radioaktív izotópját előállították mesterségesen.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az előállításához a nióbium-érceket először dúsítják, majd kálium-hidrogén-szulfáttal olvasztják össze, így tárják fel. Lehűlés után aprítják, majd forró vízzel kezelik. Ekkor vízben oldhatatlan alakban marad vissza a tantál, illetve a nióbium. Majd hidrogén-fluoriddal reagáltatják kálium-fluorid jelenlétében. Az ekkor keletkező kálium-fluor-tantalátot és kálium-fluor-niobátot frakcionált kristályosítással választják el. A nióbium fémkalciummal végzett redukcióval szabadítható fel.

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • A nióbiumot különleges acélok készítésére használják. Ilyen acélokat egyenirányítók, rakéták és turbinák készítésére alkalmaznak.
  • Nióbium alapú mágneseket használnak az LHC gyorsítójában a részecskenyalábok irányítására. (A gyorsító építése alatt, a világ teljes nióbium kitermelésének közel 80%-át az LHC-be építették be)[3]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights – Commission II.I of the International Union of Pure and Applied Chemistry, 2013. (Hozzáférés: 2013. október 13.)
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. Mindentudás Egyeteme: A teljesség felé? – A CERN nagy hadronütköztetője az emberiség szolgálatában (2011.03.18.)

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret.
Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Nióbium témájú médiaállományokat.