Nióbium

Gőznyomás
41	cirkónium ← nióbium → molibdén
Általános
Név, vegyjel, rendszám	nióbium, Nb, 41
Latin megnevezés	niobium
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	5, 5, d
Megjelenés	szürke fémes ;
Atomtömeg	92,90637(2) g/mol
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	30 kJ/mol
Párolgáshő	689,9 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 24,60 J/(mol·K)
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
Elektromos ellenállás	(0 °C) 152 nΩ·m
Hővezetési 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 modulus	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
Hivatkozások

A nióbium a periódusos rendszer egy kémiai eleme. Charles Hatchett angol vegyész fedezte fel.^[3] Vegyjele Nb, rendszáma 41. Az átmenetifémek közé tartozik. A vegyületeiben általában három vagy öt vegyértékű.

Világosszürke színű fém. A keménysége a kovácsoltvaséhoz hasonló.

Nevét Niobé thébai királylányról, Tantalosz leányáról kapta, ui. a nióbium rendszerint a tantállal együtt fordul elő.^[4]

Kémiai tulajdonságai

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

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

Izotópjai

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

Előállítása

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

Különleges acélok készítéséhez használják.^[5] Ezeket az acélokat leggyakrabban az autóiparban, a kőolaj- és földgázkitermelő platformok építéséhez, illetve a kőolaj- és földgáz szállítására szolgáló csővezetékek, egyenirányítók, rakéták és turbinák készítésére használják.

Oxidjait lencsék, fényáteresztő bevonatok, kondenzátorok,^[6] katalizátorok előállítására^[7] használják.

A nióbium-diszelenid kenőanyagként alkalmazható.^[8]

Nióbium alapú mágneseket használnak az LHC gyorsítójában a részecskenyalábok irányítására. (A gyorsító építése alatt a világ teljes nióbium-termelésének közel 80%-át az LHC-be építették be.)^[9]

Jegyzetek

↑ 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.)
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Archiválva 2012. január 12-i dátummal a Wayback Machine-ben, Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
↑ W. P. Griffith – P. J. T. Morris: Charles Hatchett FRS (1765-1847), chemist and discoverer of niobium. The Royal Society Publishing (2003. szeptember 22.)
↑ Fülöp József: Rövid kémiai értelmező és etimológiai szótár. Celldömölk: Pauz–Westermann Könyvkiadó Kft. 1998. 103. o. ISBN 963 8334 96 7
↑ [1], [2], [3]
↑ [4]
↑ [5], [6], [7] Archiválva 2016. október 30-i dátummal a Wayback Machine-ben, [8] Archiválva 2016. február 15-i dátummal a Wayback Machine-ben
↑ [9]
↑ Mindentudás Egyeteme: A teljesség felé? – A CERN nagy hadronütköztetője az emberiség szolgálatában (2011.03.18.)

Források

Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret.

A Wikimédia Commons tartalmaz Nióbium témájú médiaállományokat.

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[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 Archiválva 2012. január 12-i dátummal a Wayback Machine-ben, Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

[3] W. P. Griffith – P. J. T. Morris: Charles Hatchett FRS (1765-1847), chemist and discoverer of niobium. The Royal Society Publishing (2003. szeptember 22.)

[4] Fülöp József: Rövid kémiai értelmező és etimológiai szótár. Celldömölk: Pauz–Westermann Könyvkiadó Kft. 1998. 103. o. ISBN 963 8334 96 7

[5] [1], [2], [3]

[6] [4]

[7] [5], [6], [7] Archiválva 2016. október 30-i dátummal a Wayback Machine-ben, [8] Archiválva 2016. február 15-i dátummal a Wayback Machine-ben

[8] [9]

[9] Mindentudás Egyeteme: A teljesség felé? – A CERN nagy hadronütköztetője az emberiség szolgálatában (2011.03.18.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]