Niob

Niob
93	Nb
	41
	↓ Periodická tabulka ↓
Obecné
Název,značka,číslo	Niob, Nb, 41
Cizojazyčné názvy	lat.Niobium
Skupina,perioda,blok	5. skupina,5. perioda,blok d
Chemická skupina	Přechodné kovy
Koncentracevzemské kůře	15 až 24 ppm
Koncentracevmořské vodě	0,00001 mg/l
Vzhled	Šedý kujný kov
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-03-1
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	92,9063
Atomový poloměr	145 pm
Kovalentní poloměr	137 pm
Iontový poloměr	69 pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d45s1
Oxidační čísla	−I, II, III, IV, V
Elektronegativita(Paulingova stupnice)	1,6
Ionizační energie
První	652,1 KJ/mol
Druhá	1380 KJ/mol
Třetí	2416 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	Krychlová, prostorově centrovaná
Molární objem	10,83×10−6m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	8,57 g/cm3
Skupenství	Pevné
Tvrdost	6,0
Tlak syté páry	100 Pa při 3524K
Rychlost zvuku	3480 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	53,7 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	2 476,85°C(2 750K)
Teplota varu	4 743,85°C(5 017K)
Skupenské teplo tání	30 KJ/mol
Skupenské teplo varu	689,9 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita	24,60
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost	6,93×106S/m
Měrný elektrický odpor	152 nΩ·m
Standardní elektrodový potenciál	−1,1 V
Magnetickéchování	Paramagnetický
Bezpečnost
	; GHS02; Nebezpečí
R-věty	R11
S-věty	S43
Izotopy
Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotkySIaSTP(25 °C, 100 kPa).

Niob(chemická značkaNb,latinskyniobium) jekovovým,přechodným prvkem 5. skupiny periodické tabulky.Nachází využití v elektronice a metalurgii při výrobě speciálních slitin.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Niob byl objeven roku1801 Charlesem Hatchettema byl pojmenován podleNiobé,dcery bájného králeTantala.Hatchett objevil niob v minerálucolumbitu(psáno někdy také kolumbit) a pojmenoval ho protocolumbium.Pro velmi podobné vlastnosti niobu atantalupanoval dlouho názor, že se jedná o jeden prvek. Teprve v roce1844prokázalHeinrich Rose,že columbit obsahuje dva prvky – tantal a niob.

Niob je šedý, kujný, kovový prvek, poměrně značně chemicky stálý. Má netypickou elektronovou konfiguraci valenční slupky: 4d⁴5s¹.Jeho zbarvení se při dlouhodobém působenívzduchumění na namodralé. Při manipulaci za vyšší teploty jej však musíme chránit v inertní atmosféře před působením vzdušnéhokyslíku.Oxidacevzduchem začíná při teplotě 200 °C.

Poměrně dobře se rozpouští vkyselině fluorovodíkové(HF), kyselých roztocích obsahujících fluoridové ionty a snadno se rozkládá alkalickým tavením. V chemických sloučeninách se vyskytuje v mocenství Nb⁺²,Nb⁺³a Nb⁺⁵.

Výskyt a výroba

Niob je naZemipoměrně vzácný, jeho obsah vzemské kůřese odhaduje na 15–25 mg/kg. Koncentrace vmořské voděje velmi nízká, odhaduje se na přibližně 0,000 01 mg/l (0,01ppb). Vevesmírupřipadá jeden atom niobu na 40 miliard atomůvodíku.

Prvek se nikde nevyskytuje čistý, vminerálechje obvykle doprovázentantalem.Nejznámějšími minerály jsoukolumbit((Fe,Mn)(Nb,Ta)₂O₆), coltan((Fe,Mn)(Ta,Nb)₂O₆) aeuxenit((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆).

Ložiskaruds prakticky využitelným obsahem niobu se nalézají vRusku,Brazílii,Kanadě,jižní Africea vNigérii.

Výroba čistého kovu je značně komplikovaná, protože ve všech přírodních rudách jej doprovázítantal,jehož chemické chování je velmi podobné. Obvykle se proseparacitěchto dvou kovů používákrystalizacejejichfluorokomplexůnebofrakční destilacepětimocnýchchloridů.Po přečištění sloučenin se elementární kovový niob vyrábíelektrolyticky.

Využití

Niob má široké využití: je součástí ušlechtiléocelia slitin mnoha neželezných kovů. Tytoslitinyjsou často používány při konstrukci potrubních systémů.

Další využití:

Kov má malýúčinný průřezpro tepelnéneutrony,a proto se používá v jaderném průmyslu.
Také je využíván přisvařováníobloukem.
Jeho namodralé barvy se využívá ve slitinách propiercing.
Velké množství niobu ve formě ferroniobia a niklniobia se používá vsuperslitináchpro součásti proudových motorů a v zařízeních, kde přichází do styku s vysokou teplotou.
Jako náhradatantaluvkondenzátorech.
Protože je v čistém stavu fyziologicky inertní, používá se vklenotnictvíamedicíně.

Při ochlazení na velmi nízkou teplotu přechází niob dosupravodivéhostavu. Za atmosférickéhotlakujekritická teplotaelementárního kovu 9,25K.Spolu svanadematechneciempatří niob mezi jediné tři prvky, které jsousupravodičiII. typu. Jeho slitiny sezirkoniem,cínem,titanemaj. patří také mezisupravodičeII. typu a používají se např. pro výrobu supravodivýchmagnetů,které jsou schopné vyrobit velmi silnémagnetické pole.

Izotopy

V přírodě je niobmonoizotopickýimononuklidický(⁹³Nb). Nejstabilnějšíradioizotopyjsou⁹²Nb spoločasem přeměny 34,7 milionu roků,⁹⁴Nb (20 300 roků) a⁹¹Nb (680 roků). Bylo popsáno dalších 31 izotopů tohoto prvku, jejichnukleonová číslajsou 81 až 115.^[2]

Odkazy

Reference

↑^a ^bNiobium.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov[online]. PubChem [cit. 2021-05-24].Dostupné online.(anglicky)
↑Archivovaná kopie.www.nndc.bnl.gov[online]. [cit. 2018-03-11].Dostupné v archivupořízeném zorigináludne 2020-07-25.

Literatura

Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
Holzbecher Z.: Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
Dr. Heinrich Remy,Anorganická chemie1. díl, 1. vydání 1961
N. N. Greenwood – A. Earnshaw,Chemie prvků1. díl, 1. vydání 1993ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématuniobnaWikimedia Commons
Slovníkové hesloniobve Wikislovníku

[pubchem_cid_23936-1] Niobium.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov[online]. PubChem [cit. 2021-05-24].Dostupné online.(anglicky)

[2] Archivovaná kopie.www.nndc.bnl.gov[online]. [cit. 2018-03-11].Dostupné v archivupořízeném zorigináludne 2020-07-25.

[1]

[2]