한국   대만   중국   일본 
Ниоби?ум ? Википеди?а Пре?и на садржа?

Ниоби?ум

Уреди везе
С Википеди?е, слободне енциклопеди?е

Ниоби?ум
Општа сво?ства
Име, симбол ниоби?ум, Nb
Изглед сиво металан, плавкаст када се оксидира
У периодном систему
Водоник Хели?ум
Лити?ум Берили?ум Бор Уг?еник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натри?ум Магнези?ум Алумини?ум Силици?ум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Кали?ум Калци?ум Сканди?ум Титани?ум Ванади?ум Хром Манган Гвож?е Кобалт Никл Бакар Цинк Гали?ум Германи?ум Арсен Селен Бром Криптон
Рубиди?ум Стронци?ум Итри?ум Циркони?ум Ниоби?ум Молибден Технеци?ум Рутени?ум Роди?ум Палади?ум Сребро Кадми?ум Инди?ум Кала? Антимон Телур ?од Ксенон
Цези?ум Бари?ум Лантан Цери?ум Празеоди?ум Неоди?ум Промети?ум Самари?ум Европи?ум Гадолини?ум Терби?ум Диспрози?ум Холми?ум Ерби?ум Тули?ум Итерби?ум Лутеци?ум Хафни?ум Тантал Волфрам Рени?ум Осми?ум Ириди?ум Платина Злато Жива Тали?ум Олово Бизмут Полони?ум Астат Радон
Франци?ум Ради?ум Актини?ум Тори?ум Протактини?ум Урани?ум Нептуни?ум Плутони?ум Америци?ум Кири?ум Беркли?ум Калифорни?ум А?ншта?ни?ум Ферми?ум Менде?еви?ум Нобели?ум Лоренци?ум Радерфорди?ум Дубни?ум Сиборги?ум Бори?ум Хаси?ум Ма?тнери?ум Дармштати?ум Рендгени?ум Коперници?ум Нихони?ум Флерови?ум Москови?ум Ливермори?ум Тенесин Оганесон
V
↑
Nb
↓
Ta
циркони?ум ← ниоби?ум → молибден ‍
Атомски бро? ( Z ) 41
Група , периода група 5 , периода 5
Блок d-блок
Категори?а   прелазни метал
Рел. ат. маса ( A r ) 92,90637(2) [1]
Ел. конфигураци?а
по ?ускама
2, 8, 18, 12, 1
Физичка сво?ства
Тачка топ?е?а 2750  K ​(2477  °‍C , ​4491 °F)
Тачка к?уча?а 5017 K ​(4744  °‍C , ​8571 °F)
Густина при  с.т. 8,57  g/cm 3
Топлота фузи?е 30  kJ/mol
Топлота испарава?а 689,9  kJ/mol
Мол. топл. капацитет 24,60  J/(mol·K)
Напон паре
P   (Pa) 10 0 10 1 10 2
на  T   (K) 2942 3207 3524
P   (Pa) 10 3 10 4 10 5
на  T   (K) 3910 4393 5013
Атомска сво?ства
Електронегативност 1,6
Енерги?е ?онизаци?е 1 : 652,1  kJ/mol
2 : 1380  kJ/mol
3 : 2416  kJ/mol
Атомски ради?ус 146  pm
Ковалентни ради?ус 164±6 pm
Линије боје у спектралном распону
Спектралне лини?е
Остало
Кристална структура ​ унутраш?ецентр. кубична (BCC)
Унутрашњецентр. кубична (BCC) кристална структура за ниобијум
Брзина звука танак штап 3480  m/s (на 20  °‍C )
Топл. шире?е 7,3  μm/(m·K)
Топл. вод?ивост 53,7  W/(m·K)
Електроотпорност 152 nΩ·m (на 0  °‍C )
Магнетни распоред парамагнетичан
?ангов модул 105 GPa
Модул смица?а 38 GPa
Модул стиш?ивости 170 GPa
Поасонов коефици?ент 0,40
Мосова тврдо?а 6,0
Викерсова тврдо?а 870?1320 MPa
Бринелова тврдо?а 735?2450 MPa
CAS бро? 7440-03-1
Истори?а
Именова?е по Ниоби у грчко? митологи?и, ?ерки Тантала ( тантал )
Откри?е Чарлс Хачет (1801)
Прва изолаци?а Кристи?ан Вилхелм Блумстранд (1864)
Препознат као засебни емемент Ха?нрих Розе (1844)
Главни изотопи
изотоп расп. пж. ( t 1/2 ) ТР ПР
90 Nb syn 15 h β + 90 Zr
91 Nb syn 680 y ε 91 Zr
91 m Nb syn 61 d ИТ 91 Nb
92 Nb трагови 3,47×10 7  y ε 92 Zr
γ ?
92m1 Nb syn 10 d ε 92 Zr
γ ?
93 Nb 100% стабилни
93m Nb syn 16 y ИТ 93 Nb
94 Nb трагови 20,3×10 3  y β ? 94 Mo
γ ?
95 Nb syn 35 d β ? 95 Mo
γ ?
95m Nb syn 4 d ИТ 95 Nb
96 Nb syn 24 h β ? 96 Mo
референце ? Википодаци

Ниоби?ум ( Nb , лат. niobium ) метал ?е VB групе, прелазних метала са атомским бро?ем 41. [2] Име ?е добио по личности из грчке митологи?е ? Ниобе, Танталове ?ерке. [3] Ноби?умов минерал ?е колумбит (Fe,Mn)Nb 2 O 6 . [4] Заступ?ен ?е у Зем?ино? кори у количини од 20 ppm ( енгл. parts per million ).

Физичке и хеми?ске особине ниоби?ума су доста сличне као и особине елемента тантала , те ?е релативно тешко разликовати ова два метала. Енглески хемичар Чарлс Хачет об?авио ?е откри?е новог елемента сличног танталу 1801. и дао му име колумби?ум . ?егов сународ?ак, хемичар Вили?ам Ха?д Воластон погрешно ?е зак?учио да су тантал и колумби?ум ?еднаки. Ме?утим, Немац Ха?нрих Розе ?е 1846. запазио да руде тантала садрже неки други елемент ко?ем ?е дао име ниоби?ум. Неколико научних откри?а током 1864. и 1865. показала су да су ниоби?ум и рани?е прона?ени колумби?ум исти елемент (и да се разлику?е од тантала), а готово цели век та два назива су се користила упоредо. Тек 1949. званично ?е усво?ен назив ниоби?ум, али ?е назив колумби?ум и да?е остао у кориште?у у металурги?и, нарочито у САД.

Све до почетка 20. века ниоби?ум се ни?е много комерци?ално користио. Бразил ?е воде?и произво?ач ниоби?ума и ферониоби?ума , легуре ниоби?ума и же?еза са уделом ниоби?ума од 60% до 70%. Ниоби?ум се углавном употреб?ава у легурама, на?ве?и део у посебним челицима ко?и се користе за прав?е?е гасовода. Иако те легуре садрже на?више 0,1% овог елемента, тако мали удео ниоби?ума пове?ава чврсто?у челика . Температурна стабилност суперлегура са ниоби?умом важна ?е због ?ихове примене у ракетним и млазним моторима. Ова? метал се користи у разним суперпроводним матери?алима. Такве суперпроводне легуре, ко?е ?ош на пример садрже титани?ум и кала? , широко се употреб?ава?у као суперпроводни магнети у МРИ скенерима. Друге апликаци?е ниоби?ума ук?учу?у заварива?е, нуклеарну индустри?у, електронику, оптику, нумизматику и накит . У послед?е две апликаци?е до посебног изража?а долази ?егова слаба отровност и способност обо?е?а при анодизаци?и.

Истори?а [ уреди | уреди извор ]

Ниоби?ум ?е 1801. открио Чарлс Хачет . Открио га ?е у узорку руде колумбита пореклом из речног корита у Масачусетсу , ко?и ?е у Енглеску послат око 1743. године. Хачет ?е елемент назвао колумби?ум (према Колумби?и, персонификаци?и С?еди?ених Америчких Држава). До средине 19. века, претпостав?ало се да се код колумби?ума и тантала (откривеног 1802) ради о истом елементу, ?ер су се они у минералима готово увек ?ав?али за?едно (у парагенези ).

Тек 1844. берлински професор Ха?нрих Розе доказао ?е да су ниоби?умова и танталова киселина различите супстанце. Не зна?у?и за радове Хачета нити ?егово дава?е имена колумби?уму, он ?е ?поновно” откривени елемент назвао по ?ерки митолошког Тантала , Ниоби, због сличности тог елемента са танталом.

Gotovo 100 godina trajala je polemika i diskusija o imenu ovog elementa, sve dok Međunarodna unija za ?istu i primijenjenu hemiju ( IUPAC ) ни?е 1950. одлучила да се као званично име овог елемента узме ниоби?ум . Године 1864. Кристи?ан Вилхелм Блумстранд ?е успео да доби?е метални ниоби?ум помо?у редукци?е ниоби?ум-хлорида са водоником при високо? температури. Године 1866. Чарлс Мари?ак потврдио ?е да ?е тантал засебан елемент. Вернере фон Болтон ?е 1907. добио веома чисти елементарни ниоби?ум редукци?ом хептрафлуорониобата са натри?умом. [5]

Особине [ уреди | уреди извор ]

Физичке [ уреди | уреди извор ]

Ниоби?ум ?е с?а?ни , сиви, дуктилни , парамагнетични метал у 5. групи периодног система , иако има нетипичну конфигураци?у сво?е кра??е спо?не електронске ?уске у односу на остале чланове те групе. (Слично се може уочити и у ?еговом ?комшилуку” код рутени?ума (44), роди?ума (45) и палади?ума (46).)

Z Елемент Бр. електрона по ?усци
23 ванади?ум 2, 8, 11, 2
41 ниоби?ум 2, 8, 18, 12, 1
73 тантал 2, 8, 18, 32, 11, 2
105 дубни?ум 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (претпоставка)

Иако посто?и миш?е?е да он има просторно-центрирану кубичну кристалну структуру у распону од T = 0 K до сво?е тачке топ?е?а, мере?а топлотног шире?а високе резолуци?е дуж три кристалографске осе открила су анизотропе ко?и нису у складу са кубном структуром. [6] Стога се за ниоби?ум мора разматрати нова кристална структура.

При криогеним температурама, ова? метал поста?е суперпроводник . При атмосферском притиску, он има на?вишу критичну температуру од свих елементарних суперпроводника: 9,2 K. [7] Ниоби?ум има и на?ве?у дубину магнетног продира?а (пенетраци?е) од свих елемената. [7] Осим тога, он ?е и ?едан од три елементарна суперпроводника типа II, за?едно са ванади?умом и технеци?умом . Суперпроводничке особине доста зависе од чисто?е металног ниоби?ума. [8] Када ?е веома чист, релативно ?е мек и дуктилан, док га нечисто?е чине снажни?им. [9]

Метал има и врло мали попречни пресек хвата?а термалних неутрона , [10] па се због тога користи у нуклеарно? индустри?и. [11]

Хеми?ске [ уреди | уреди извор ]

Плочице од ниоби?а

Када се на дужи период изложи ваздуху при собно? температури, метал поприма плавкасте ни?ансе. [12] И поред високе тачке топ?е?а у елементарном облику (2477 °C), ниоби?ум има релативно ниску густину у односу на друге ватросталне метале. Тако?е, он ?е отпоран на корози?у, показу?е суперпроводничке особине и гради диелектричне сло?еве оксида .

Ниоби?ум ?е незнатно ма?е електропозитиван и нешто компактни?и од ?еговог претходника у периодном систему, циркони?ума , док ?е практично исти по величини у поре?е?у са тежим атомима тантала, што се об?аш?ава контракци?ом лантаноида . [9] Као резултат тога, хеми?ске особине овог елемента су изузетно сличне танталовим, ко?и се налази директно испод ниоби?ума у периодном систему елемената. [13] Иако ?егова отпорност на корози?у ни?е тако велика попут танталове, ниска цена и лакша доступност ниоби?ума чине га поже?ни?им у ма?е захтевне сврхе и апликаци?е попут облага?а у хеми?ским фабрикама. [9]

Изотопи [ уреди | уреди извор ]

Природни ниоби?ум састо?и се из само ?едног стабилног изотопа , 93 Nb. [14] До 2003. била су позната и синтетизована на?ма?е 32 радиоактивна изотопа, са атомским масама у распону од 81 до 113. Ме?у ?има на?стабилни?и ?е изотоп 92 Nb чи?е време полураспада износи 34,7 милиона година. ?едан од на?нестабилни?их изотопа ?е 113 Nb са проце?еним временом полураспада од 30 милисекунди. Изотопи лакши од стабилног 93 Nb има?у тенденци?у да се распада?у β + распадом, док они тежи се претежно распада?у β ? распадом, уз одре?ене изузетке. Изотопи 81 Nb, 82 Nb и 84 Nb има?у споредне путеве β<суп>+</суп> распада накнадном емиси?ом протона , 91 Nb се распада захватом електрона и емиси?ом позитрона , док се 92 Nb распада β + и β ? распадом. [14]

Откривено ?е и описано на?ма?е 25 нуклеарних изомера чи?е се атомске масе кре?у у распону од 84 до 104. Унутар тог распона само 96 Nb, 101 Nb и 103 Nb нема?у изомере. На?стабилни?и ме?у изомерима ниоби?ума ?е 93m Nb са временом полураспада од 16,13 година. На?ма?е стабилан изомер ?е 84m Nb ко?и има време полураспада од 103 ns. Сви изомери ниоби?ума се распада?у изомерском транзици?ом или бета распадом осим 92m1 Nb ко?и има споредни ланац распада електронским захватом. [14]

Референце [ уреди | уреди извор ]

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). ?Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)” . Pure and Applied Chemistry . 88 (3): 265?291. doi : 10.1515/pac-2015-0305 .  
  2. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN   978-0-13-175553-6 .  
  3. ^ Knapp, Brian. Francium to Polonium . Atlantic Europe Publishing Company, 2002, str. 40.
  4. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija . Beograd: Nau?na knjiga.  
  5. ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). ?Niob”. Lehrbuch der Anorganischen Chemie (на ?езику: немачки) (91?100 изд.). Walter de Gruyter. стр. 1075?1079. ISBN   3-11-007511-3 .  
  6. ^ Bollinger R. K.; White B. D.; Neumeier J. J. (2011). ?Observation of a Martensitic Structural Distortion in V, Nb, and Ta” . Physical Review Letters . American Physical Society. 107 (7): 075503. Bibcode : 2011PhRvL.107g5503B . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.075503 .  
  7. ^ а б M. Peiniger; Piel, H. (1985). ?A Superconducting Nb 3 Sn Coated Multicell Accelerating Cavity”. Nuclear Science . 32 (5): 3610?3612. Bibcode : 1985ITNS...32.3610P . doi : 10.1109/TNS.1985.4334443 .  
  8. ^ Hernane R. Salles Moura; Louremjo de Moura, Louremjo (2007). ?Melting And Purification Of Niobium” . AIP Conference Proceedings . American Institute of Physics (927): 165?178. ISSN   0094-243X . Архивирано из оригинала 3. 6. 2016. г . Приступ?ено 13. 9. 2020 .  
  9. ^ а б в Nowak, Izabela; Ziolek, Maria (1999). ?Niobium Compounds: Preparation, Characterization, and Application in Heterogeneous Catalysis”. Chemical Reviews . 99 (12): 3603?3624. PMID   11849031 . doi : 10.1021/cr9800208 .  
  10. ^ Jahnke, L. P.; Frank, R. G.; Redden, T. K. (1960). ?Columbium Alloys Today”. Metal Progr . 77 (6): 69?74. OSTI   4183692 .  
  11. ^ A. V. Nikulina (2003). ?Zirconium-Niobium Alloys for Core Elements of Pressurized Water Reactors”. Metal Science and Heat Treatment . 45 (7?8): 287?292. doi : 10.1023/A:1027388503837 .  
  12. ^ Robert C. Weast, ур. (1990). CRC Handbook of Chemistry and Physics . Boca Raton: CRC (Chemical Rubber Publishing Company). стр. E?129 do E?145. ISBN   0-8493-0470-9 .   , u navedenoj literaturi, vrijednosti su navedene u g/mol.
  13. ^ C. K. Gupta; Suri, A. K. (1994). Extractive Metallurgy of Niobium . CRC Press. стр. 1?16. ISBN   0-8493-6071-4 .  
  14. ^ а б в Audi Georges; Bersillon O.; Blachot J.; Wapstra A.H. (2003). ?The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A . Atomic Mass Data Center. 729 : 3?128. Bibcode : 2003NuPhA.729....3A . doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 .  

Спо?аш?е везе [ уреди | уреди извор ]

Ниоби?ум на Викимеди?ино? остави .
Преузето из ? https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ниоби?ум&oldid=25909394 ”