خواص عنصر
طبقه بندی در جدول تناوبی از عناصر و خواص |
ساختار اتمی |
عدد اتمی: 41 | 41 پروتون 41 الکترون |
دوره 5 | 5 پوسته الکترونی اشغال شده |
V. زیر گروه | 5 الکترون بیرونی |
پیکربندی الکترون در حالت پایه | Kr 5s14d4 |
الکترونگاتیوی | 1.6 |
انرژی یونیزاسیون در eV | 6.88 |
رایج ترین اعداد اکسیداسیون | V |
جرم اتمی عنصر در u | 92.91 |
شعاع اتمی در 10-10 متر | 1,429 |
شعاع یون در 10-1 0 متر | 0.69 (+5) |
حالت ماده در حالت عادی | جشن |
ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت
تراکم در در 25 درجه سانتی گراد | 8.55 |
سختی طبق موهس و برینل | 4 73.5 x 107 |
سرعت صوت در | 3480 |
دمای ذوب بر حسب درجه سانتی گراد | 2420 |
گرمای ویژه همجوشی در | 392.78 |
دمای جوش بر حسب درجه سانتی گراد | 4900 |
گرمای ویژه تبخیر در | 7498.4 |
آنتروپی استاندارد S0 اینچ | |
هدایت حرارتی در در 27 درجه سانتی گراد | 53.7 |
ظرفیت گرمایی ویژه در | 0.265 |
ضریب انبساط حجمی در 10-3 | |
مشخصات مقاومت الکتریکی در | 12.80 |
اشتراک گذاری در پوشش زمین بر حسب درصد (اتمسفر، آب، پوسته زمین تا عمق 10 کیلومتر) |
0.001 9 |
براده های نیوبیوم
ایزوتوپ های عنصر
نیوبیوم یک عنصر ناهمسانتوپی است و تنها به شکل یک ایزوتوپ پایدار در طبیعت وجود دارد. علاوه بر این، 28 ایزوتوپ رادیواکتیو با عمر کوتاه تولید شده است. برخی به عنوان نمونه در جدول زیر آورده شده است.
عدد اتمی Z | عدد جرمی A | جرم اتمی در u | فرکانس که در ٪ |
نوع تابش و انرژی بر حسب MeV |
نیمه عمر |
41 | 93 | 57.935 342 | 100% | ||
94 | 59,930 787 | به صورت مصنوعی | β : 0.5 | 2 x 104 a | |
95 | 60,931 056 | به صورت مصنوعی | β : 0.2 | 35 روز | |
96 | 61,928 342 | به صورت مصنوعی | β : 0.7 | 24 ساعت |
طرح سطح انرژی
خواص بیشتر
نیوبیم فلزی نسبتاً نرم و سنگین است که به راحتی جعل و غلتانده می شود. در حالت خالص، خاکستری روشن می درخشد. به دلیل آلودگی کمی با اکسیژن، کربن یا نیتروژن، بسیار سخت و شکننده می شود و تنها زمانی می تواند پردازش شود که داغ است. نقطه ذوب و جوش بسیار بالایی دارد. نیوبیم از گروه وانادیوم است، الکترومثبت است و به دلیل پتانسیل نرمال منفی، عنصر پایه محسوب می شود. با این حال، به دلیل غیرفعال شدن از طریق تشکیل یک لایه اکسید نازک اما متراکم، از نظر شیمیایی بسیار پایدار است و در دمای اتاق تحت تأثیر اکثر اسیدها، از جمله aqua regia قرار نمی گیرد. در دمای بالای 200 درجه سانتیگراد لایه اکسید حل می شود و سپس توسط تمام اسیدها مورد حمله قرار می گیرد. به شکل پودر، نیوبیم می تواند خود به خود مشتعل شود. نیوبیم با اکثر غیر فلزات در دماهای بالاتر واکنش می دهد، به استثنای فلوئور که حتی در دمای اتاق به آن حمله می کند.
کشف
در سال 1801، شیمیدان انگلیسی چارلز هاچت (1765-1847) اکسید عنصری را که تاکنون ناشناخته بود در کانی کلمبیت کشف کرد و آن را کلمبیوم نامید. هاینریش رز (1795-1864) در سال 1844 ثابت کرد که عنصر کلمبیوم از دو عنصر تشکیل شده است، یکی، تانتالیوم، که قبلاً توسط آندریاس گوستاف اِکبرگ (1767-1813) کشف شده بود و دیگری را به دلیل رابطه نزدیکش، نیوبیوم نامید. به تانتالیوم در سال 1866، G. de MARIGNAC برای اولین بار موفق شد این دو عنصر را با کریستالیزاسیون جزئی فلوریدهای مضاعف فلز قلیایی از یکدیگر جدا کند. در همان سال، BLOMSTRAND (1826-1897) با احیای نیوبیم (V) کلرید با هیدروژن، نیوبیوم عنصری را به دست آورد. WERNER von BOLTON (1826-1912) در سال 1907 با احیای پنتافلورواکسنیوبات پتاسیم (V) با سدیم، نیوبیم خالص را به دست آورد.
وقوع/تولید
نیوبیم سی و چهارمین عنصر فراوانی است که آن را به یکی از نادرترین عناصر روی زمین تبدیل می کند. در طبیعت، نیوبیوم هرگز به شکل عنصری وجود ندارد. در غلظتهای بسیار کم و همیشه همراه با تانتالیوم در سنگهای معدنی (مثلاً به شکل نیوباتها و تانتالاتهای ایزومورف) وجود دارد. بزرگترین ذخایر نیوبیوم در برزیل است که بیشترین میزان تولید را نیز در این کشور دارد. سایر ذخایر مهم در کانادا، کشورهای CIS، آفریقای مرکزی، مالزی و استرالیا هستند. کلمبیت ماده اولیه برای تولید فنی نیوبیم است. این فلز در یک استخراج مایع-مایع جدا می شود. پس از تبدیل به اکسید نیوبیم (V)، نیوبیم به صورت پودر با احیاء با کربن در حدود 2000 درجه سانتیگراد به دست می آید. پس از آن، آن را به شمش تف جوشی می کنند. مقادیر بیشتری نیوبیم نیز در استخراج قلع تولید می شود. نیوبیم با خلوص بالا از ذوب پرتو الکترونی به دست می آید.
استفاده کنید
نیوبیم عمدتاً به عنوان یک جزء آلیاژی برای فولادهای ضد زنگ استفاده می شود، به عنوان مثال. ب. فرونیوبیوم و فرونیوبیوم تانتالیوم. آلیاژهای با دمای بالا با مقاومت در برابر سایش و خوردگی استثنایی در ساخت توربینهای گازی و در ساخت هواپیما و موشک استفاده میشوند. نیوبیوم با خلوص بالا و بدون تانتالیوم نیز به عنوان پوششی برای میله های سوخت هسته ای استفاده می شود.
اتصالات مهم
اینها شامل اکسید Nb2O5 و پنتا هالید NbX است.
ساختمان
نیوبیم در یک شبکه فلزی مکعبی در مرکز بدن متبلور می شود.