خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

براده های نیوبیوم

ایزوتوپ های عنصر

نیوبیم یک عنصر ناهمسان‌توپی است و فقط 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.

طرح سطح انرژی

خواص بیشتر

نیوبیوم 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 که داغ است قابل پردازش 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، نیوبیم 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. ورنر فون بولتون (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 احیا با کربن در حدود 2000 درجه سانتیگراد به دست می آید. پس از آن، آن را به شمش تف جوشی می کنند. مقادیر بیشتری از 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 تانتالم نیز به عنوان یک ماده روکش برای میله های سوخت هسته ای استفاده می شود.

اتصالات مهم

اینها عبارتند از اکسید Nb2O5 و پنتا هالید NbX.

ساختمان

نیوبیم در یک شبکه فلزی مکعبی در مرکز بدن متبلور می شود.