Niobij

Nióbij, nekdaj imenovan kolúmbij, je kemični element, ki ima v periodnem sistemu simbol Nb in atomsko število 41. To redko, mehko, sivo, kovno prehodno kovino je moč najti v niobitu in se uporablja v zlitinah. Najpomembnejše so zlitine za izdelavo specialnih jekel in za povečanje trdnosti varjenih spojev. Niobij so najprej odkrili v kolumbitu (zdaj imenovanem niobit) in ga najprej poimenovali po tem mineralu.

Niobij, ₄₁Nb

Niobij
Izgovarjava	IPA: [nióbij]
Videz	siv kovinski, modrikast, če oksidiran
Standardna atomska teža Ar, std(Nb)	92,90637(1)
Niobij v periodnem sistemu
Vodik Helij Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson V ↑ Nb ↓ Ta cirkonij ← niobij → molibden
Vrstno število (Z)	41
Skupina	skupina 5
Perioda	perioda 5
Blok	blok d
Razporeditev elektronov	[Kr] 4d4 5s1
Razporeditev elektronov po lupini	2, 8, 18, 12, 1
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STP	trdnina
Tališče	2477 °C
Vrelišče	4744 °C
Gostota (blizu s.t.)	8,57 g/cm3
Talilna toplota	30 kJ/mol
Izparilna toplota	689,9 kJ/mol
Toplotna kapaciteta	24,60 J/(mol·K)
Parni tlak P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T (°C) 2.669 2.934 3.251 3.640 4.120 4.740
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 (rahlo kisel oksid)
Elektronegativnost	Paulingova lestvica: 1,6
Ionizacijske energije	1.: 652,1 kJ/mol 2.: 1380 kJ/mol 3.: 2416 kJ/mol
Atomski polmer	empirično: 146 pm
Kovalentni polmer	164±6 pm
Spektralne črte niobija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naravi	prvobitno
Kristalna struktura	​telesno centrirana kubična (tck)
Hitrost zvoka tanka palica	3480 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezek	7,3 µm/(m⋅K)
Toplotna prevodnost	53,7 W/(m⋅K)
Električna upornost	152 nΩ⋅m (pri 0 °C)
Magnetna ureditev	paramagnetic
Youngov modul	105 GPa
Strižni modul	38 GPa
Stisljivostni modul	170 GPa
Poissonovo razmerje	0,40
Mohsova trdota	6,0
Trdota po Vickersu	870–1320 MPa
Trdota po Brinellu	735–2450 MPa
Številka CAS	7440-03-1
Zgodovina
Poimenovanje	po Niobe v grški mitologiji, hčeri Tantala
Odkritje	Charles Hatchett (1801)
Prva izolacija	Christian Wilhelm Blomstrand (1864)
prepoznal kot samostojen element	Heinrich Rose (1844)
Najpomembnejši izotopi niobija
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt 90Nb sint. 15 h β+ 90Zr 91Nb sint. 680 let ε 91Zr 91mNb sint. 61 d IT 91Nb 92Nb sled 3,47×107 let ε 92Zr γ – 92m1Nb sint. 10 d ε 92Zr γ – 93Nb 100% stabilen 93mNb sint. 16 let IT 93Nb 94Nb sled 20,3×103 let β− 94Mo γ – 95Nb sint. 35 d β− 95Mo γ – 95mNb sint. 4 d IT 95Nb 96Nb sint. 24 h β− 96Mo

Nahajališča

Ta element nikoli ne nastopa prost, pač pa se pojavlja v niobitu (Fe, Mn)(Nb, Ta)₂O₆, niobit-tantalit [(Fe, Mn)(Ta, Nb)₂O₆], pirokloru (NaCaNb₂O₆F), in evksenitu [(Y, Ca, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)₂O₆]. Minerali, ki vsebujejo niobij, pogosto vsebujejo tudi tantal. Odkrili so, da so velika nahajališča niobija povezana s karbonatiti (karbo-silikatnimi kameninami) in kot sestavina piroklora. Glavni proizvajalki koncentratov niobijevih mineralov sta Brazilija in Kanada, obsežna nahajališča rude so tudi v Nigeriji, DR Kongo in Rusiji.