Таблица Менделеева
Четверг, 09.04.2020, 00:01
Меню сайта

Категории раздела
Щелочные металлы [6]
Щелочноземельные металлы [6]
Переходные металлы [38]
Легкие металлы [11]
Полуметаллы [7]
Галогены [6]
Инертные газы [7]
Неметаллы [7]
Актиноиды [15]
Лантаноиды [15]

Вход на сайт

Поиск
Случайные элементы:
Дармштадтий (лат. Darmstadtium)
ДУБНИЙ (лат. Dubnium)
НИОБИЙ (лат. Niobium)
ФОСФОР (лат.Phosphopus)
ТЕРБИЙ (лат. terbium)

Статистика

Новости, новости Беларуси, последние новости, новости мира на Uvaga.By
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » Статьи » Элементы » Переходные металлы

НИОБИЙ (лат. Niobium)

НИОБИЙ (лат. Niobium)

 

Общие сведения

Химический элемент таблицы Менделеева, металл.
Символ элемента: Nb.
Атомный номер: 41.
Положение в таблице: 5-й период, группа - VВ(5).
Относительная атомная масса: 92,9064.
Степени окисления: +5, +4, +3, +2 и +1 .
Валентности: V IV, III, II и I.
Электроотрицательность: 1,6.
Электронная конфигурация: [Kr]4s 2p6d45s1.
Природный ниобий состоит из одного стабильного изотопа 93Nb.

 

Строение атома

Число электронов: 41.
Число протонов: 41.
Радиус нейтрального атома:.0,145 нм
Радиусы ионов Nb5+ — от 0,062 нм (координационное число 4) до 0,088 нм (8), Nb4+ — от 0,082 до 0,092 нм, Nb 3+ — 0,086 нм, Nb2+— 0,085 нм.
Энергии последовательной ионизации атома 6,88, 14,32, 25,05, 38,3 и 50,6 эВ.

 

История открытия

Открыт в 1801 Ч. Хатчетом. Исследуя черный минерал, присланный из Америки, он выделил оксид нового элемента, который он назвал колумбием, а содержащий его минерал — колумбитом. Через год из того же минерала А. Г. Экеберг выделил еще один оксид, который назвал танталом. Свойства колумбия и Ta были очень близки, и их очень долго рассматривали как один элемент. В 1844 Г. Розе доказал, что это два разных элемента. Он сохранил название тантал, а другой назвал ниобий. Только в 1950 ИЮПАК (Всемирная организация химиков) окончательно присвоила элементу №41 название ниобий. Металлический Nb первым получил в 1866 К. Бломстранд.

 

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 2·10-3% по массе. В свободном виде ниобий не встречается, в природе сопутствует танталу. Из руд наиболее важны колумбит-танталит (Fe,Mn)(Nb,Ta) 2O6, пирохлор и лопарит.

 

Получение

Около 95% Nb получают из пирохлоровых, колумбит-танталитовых и лопаритовых руд. Руды обогащают гравитационнымми методами и флотацией. Концентраты с содержанием Nb2O5 до 60% перерабатывают до феррониобия (сплава железа и ниобия), чистого Nb2O 5 или NbCl5. Восстанавливают ниобий из его оксида, фторида или хлорида алюмино- или карботермией. Особо чистый ниобий получают высокотемпературным восстановлением летучего NbCl 5 водородом.
Полученный порошок ниобия брикетируют, спекают в вакууме в электродуговых или электроннолучевых печах.

 

Физические и химические свойства

Ниобий — блестящий серебристо-серый металл с кубической объемно центрированной кристаллической решеткой типа a-Fe,  а = 0,3294 нм. Температура плавления 2477°C, кипения 4760°C, плотность 8,57 кг/дм3.
Химически ниобий довольно устойчив. При прокаливании на воздухе окисляется до Nb2О 5. Для этого оксида описано около 10 кристаллических модификаций. При обычном давлении стабильна b-форма Nb2О5. При сплавлении Nb 2О 5 с различными оксидами получают ниобаты: Ti 2Nb 10О 29, FeNb 49О 124. Ниобаты могут рассматриваться как соли гипотетических ниобиевых кислот. Они делятся на метаниобаты MNbO3, ортониобаты M3NbO 4, пирониобаты M4Nb2O7 или полиниобаты M2O· nNb 2O5 (M — однозарядный катион, а  n = 2-12). Известны ниобаты двух- и трехзарядных катионов. Ниобаты реагируют с HF, расплавами гидрофторидов щелочных металлов (KHF2) и аммония. Некоторые ниобаты с высоким отношением M 2O/Nb 2O 5 гидролизуются:
6Na 3NbO 4 + 5H2O = Na8Nb6O 19 + 10NaOH
Ниобий образует NbО 2, NbО и ряд оксидов, промежуточных между NbО2,42 и NbО 2,50 и близких по структуре к b-форме Nb2О5.
С галогенами Nb образует пентагалогениды NbHal5, тетрагалогениды NbHal 4 и фазы NbHal 2,67-NbHal 3+x, в которых имеются группировки Nb3 или Nb2. Пентагалогениды ниобия легко гидролизуются водой. Температуры плавления пентахлорида, пентабромида и пентаиодида ниобия — 205, 267,5 и 310°C. Выше 200-250°C эти пентагалогениды летучи.
В присутствии паров воды и кислорода NbCl5 и NbBr5 образуют оксигалогениды NbOCl3 (NbOBr3) — рыхлые ватообразные вещества.
При взаимодействии Nb и графита образуются карбиды Nb2C и NbC, твердые жаропрочные соединения. В системе Nb — N существуют несколько фаз переменного состава и нитриды Nb 2N и NbN. Сходным образом ведет себя Nb в системах с фосфором и мышьяком. При взаимодействии Nb с серой получены сульфиды: NbS, NbS 2 и NbS 3. Синтезированы двойные фториды Nb и K (Na) — K2[NbF7].

 

Применение

50% производимого ниобия используется для микролегирования сталей, 20-30% — для получения нержавеющих и жаропрочных сплавов. Интерметаллиды ниобия (Nb 3Sn и Nb 3Ge) применяют при изготовлении соленоидов сверхпроводящих устройств. Нитрид ниобия NbN используют при изготовлении мишеней передающих телевизионных трубок. Оксиды ниобия — компоненты огнеупорных материалов, керметов, стекол с высокими коэффициентами преломления. Двойные фториды — при выделении ниобия из природного сырья, при производстве металлического ниобия. Ниобаты используются в акусто- и оптоэлектронике, как лазерные материалы.

 

Физиологическая роль

Соединения ниобия ядовиты. ПДК ниобия в воде 0,01 мг/л.
 
Категория: Переходные металлы | Добавил: ischavliuga (24.10.2017)
Просмотров: 304 | Рейтинг: 0.0/0

Посмотрите также:

Дармштадтий (лат. Darmstadtium)
ДУБНИЙ (лат. Dubnium)
НИОБИЙ (лат. Niobium)
ФОСФОР (лат.Phosphopus)
ТЕРБИЙ (лат. terbium)

Последние новости:

Древнейшие кристаллы помогли узнать истинный возраст магнитного поля Земли
Очередная проверка emdrive
На Земле гораздо больше рек и озер, чем думали ученые
Ученые выяснили, сколько нужно людей для полета к планете Проксима b
Биологи выделили клетку, из которой можно восстановить всё тело

Мы в телеграмм

Всего комментариев: 0
avatar
(С)Обратная связь © 2020 Каталог сайтов Всего.RU Каталог сайтов OpenLinks.RU Бесплатный каталог AddsSites, регистрация сайтов.