Niobio (NB) struktur, egenskaper, bruker, innhenting

Han Niobium Det er et kjemisk element som tilhører gruppe V i Oeriódica -tabellen. Det tilhører metallene i den andre overgangsserien. Det kjemiske symbolet er NB. De fleste av dens egenskaper og atferd tilsvarer de av et metall, men noen av dets kjemiske egenskaper i oksidasjon +5 er veldig like de til en ikke -metall.

Da det ble oppdaget i 1801, ble navnet på Columbio tildelt, til ære for Christopher Columbus, da han var en del av et utvalg av mineral brakt fra Amerika til England.

Niobio plassering i det periodiske tabellen over de kjemiske elementene. Forfatter: Ahoerstemeier. Vektorisering: Sushant Savla. Kilde: Wikimedia Commons.

I noen tid ble Columbio (CB) og Tantalium (TA) betraktet som det samme elementet, inntil etter mange vanskeligheter ble forskjellene mellom de to identifisert.

Columbio var da på grunn av sin likhet med Tantalio, kalt Niobio, et begrep avledet fra Niobe, datter av Tantalus, som er en karakter av gresk mytologi fordømt til evig frustrasjon og Guds sønn Jupiter. I USAs metallurgiske industri kalles Niobio fortsatt Columbio.

Atomnummer, symbol og atomvekt av niobium. Kilde: ME/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/2.5). Kilde: Wikimedia Commons.

Det er et ildfast metall, så det motstår veldig høye temperaturer uten å smelte eller nedbryte. Når støpe kan blandes i en hvilken som helst andel med jern.

Derfor brukes det i produksjonen av stål for forskjellige bruksområder, inkludert luftfarts- og romfartsindustrien. Det brukes også i beinimplantater på grunn av dets biokompatibilitet med levende vev.

[TOC]

Elektronisk struktur og konfigurasjon

Den elektroniske konfigurasjonen av dette elementet er:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁴ 5s¹,

eller også:

[KR] 4d⁴ 5s¹,

Denne konfigurasjonen forklarer at dens sterkeste oksidasjonsstatus er +5, fordi når den mister 5 elektroner av de ytterste lagene (4d⁴ 5s¹) Anskaff den stabile konfigurasjonen av Noble Gas Kripton (KR). Imidlertid har den også andre valenser.

Den krystallinske strukturen til niobium er sentrert kubikk, noe som betyr at 8 atomer er lokalisert og danner en kube og i midten av dette er det også et atom.

Det kan tjene deg: Cyclopentano (C5H10): Struktur, egenskaper og brukNiobio -krystaller. Du kan se din kubiske skjema. Alchemist-HP (snakk) (www.PSE-MENDELEJEW.av) [fal eller gfdl 1.2 (http: // www.gnu.Org/lisenser/old-lisens/fdl-1.2.html)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Niobio, NB kjemisk symbol
• Columbio, CB kjemisk symbol

Egenskaper

Atomnummer

41

Fysisk tilstand

Metallisk faststoff med sølvlysstyrke.

Niobio -sylinder. W. Oelen/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Atomvekt

92.9

Smeltepunkt

2477 ºC

Kokepunkt

4741 ºC

Tetthet

8,57 g/cm³

Løselighet

Når det er i flytende tilstand, det vil si smeltet, er den helt blandbar med jern. Det er uoppløselig i vann.

Kjemiske egenskaper

Det har høy korrosjonsresistens og mange kjemikalier. Av denne grunn er det veldig motstandsdyktig mot syrer, men det blir angrepet av fluorhorhoric acid (HF) og reagerer kraftig med en blanding av dette med salpetersyre (HNO₃).

Den oppløses sakte i natriumhydroksyd (NaOH) eller smeltet kaliumhydroksyd, men er motstandsdyktig mot ammoniakkløsninger (NH₃).

Oksidasjonstilstanden +5 er den som genererer de mest stabile forbindelsene av dette elementet, for eksempel fluor, tartrat, oksalat og peroksid. Imidlertid har den også forbindelser med andre valenser.

Mekaniske egenskaper

Avhengig av dens renhet, kan den ha veldig duktil, det vil si at det kan være utsatt for deformasjon med letthet å tillate til og med å få ledninger. Imidlertid, ved å øke forlengelsen av materialet, blir vanskeligere og mer motstandsdyktig, mister duktilitet, men uten å være sprø.

Niobio Wire. 盧樂 Lu le/cc By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Det er et svært varmebestandig materiale, som støtter veldig høye temperaturer uten smelting eller nedbrytning, og opprettholder sine mekaniske egenskaper, så det tilhører klassen av ildfaste metaller.

Andre egenskaper

Den har superlederegenskaper, noe som betyr at når den avkjøles under en viss temperatur ikke gir motstand mot passering av elektrisk strøm, og blir en perfekt elektrisk leder.

Å skaffe

De viktigste kildene til dette elementet er Columbita -mineraler, også kalt Niobita eller Ferrocolumbita, og Pyrochloro. Columbita inneholder også Tantalio (TA), så du må skille NB fra nevnte metall.

Det kan tjene deg: perklorsyre: formel, egenskaper og bruk

En av ekstraksjonsmetodene er basert på forskjellen i kokepunktene mellom NB -klorid og TA. Mineralet startes med klorgass (CL₂), slik at metallklorider dannes.

Deretter utføres en destillasjon; Tantalio klorid (tacl₅) har et kokepunkt på 236 ° C, mens NBCL₅ Kok ved 248 ° C. Derfor når blandingen blir oppvarmet før Tantalio -klorid og deretter niobio.

NB genereres også som et sekundært produkt under tinnekstraksjon.

applikasjoner

I den metallurgiske industrien

Det er veldig nyttig i fremstilling av stål, der det ved høye temperaturer er kombinert med karbon og nitrogen for å danne veldig tynne partikler av Niobium -karbid (NBC) og Niobium Nitruro (NBN).

Derfor hjelper dets tilstedeværelse i dette materialet til å kontrollere kornstørrelsen og forbedre korrosjonsmotstanden.

Det øker også legeringens mekaniske motstand, spesielt ved lave temperaturer, så den er nyttig i luftfartsindustrien, hvor den brukes i raketter og jetmotorer. Som en ekstra fordel i denne applikasjonen er blant ildfaste metaller den med lavest tetthet.

Niobio -legeringer brukes i rakettproduksjon. Forfatter: WikiImages. Kilde: Pixabay.

Legeringene brukes i bjelker for bygningsstrukturer og oljeutvinningsplattformer, og i gassrørledninger og rørledninger. Noen av Niobium -legeringene med kromstål og molybden brukes i bruksområder for høye temperaturer som byller.

Den har også stålbruk for slitasje -resistente verktøy og slitasje. Og på grunn av den høye duktiliteten kan den brukes til å danne prosesser, blant dem pressing, fleksjon og utskrift kan nevnes.

Niobiumark. Mauro Caleb/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

I elektromagneter

På grunn av sine superkonduksjonsegenskaper brukes den til å produsere superledermagneter brukt i partikkelakseleratorer, brukt av forskere i subatomisk partikkelfysikk.

Kan tjene deg: karbonBilde av innsiden av en person oppnådd ved magnetisk resonans. Niobio tillater fremstilling av magnetoer eller magneter ved hjelp av denne typen medisinske undersøkelser utføres. Forfatter: Ranveig. Kilde: Wikimedia Commons.

Disse magnetene brukes også i kjernefysisk magnetisk resonansutstyr for analyse av kjemiske forbindelsesstrukturer og i magnetisk resonansbildeskannere, som tjener til å oppnå interne menneskelige kroppsbilder med medisinsk diagnoseformål.

I briller for linse

Niobiumoksider tilsettes glasspreparater for korrigerende linser for å øke brytningsindeksen og tillate utdyping av tynnere glass.

Andre apper

Gjennom anodiseringsprosessen blir et tett lag med oksyd med visse stoffer påført dette metallet, som gjør at attraktive farger kan lyses, og på denne måten produseres dekorative ledninger og også satt inn på mynter.

Anodisert Niobio. Mauro Caleb/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Med Niobio er det containere for fordampningsresistente mot korrosjon som er nyttige i beleggsteknologi. Spesielle crosols er også produsert.

Det brukes også i materialer som tjener til beinimplantater, fordi det er svært biokompatibelt med den menneskelige organismenes vev.

Referanser

1. Royal Society of Chemistry. (2020). Periodebord. Niobium. RSC kom seg.org.
2. Bomull, f. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
3. Gasik, m.Yo. (2013). Teknologi av Niobium Ferroallys. Egenskaper til Niobium. I Handbook of Ferroallys. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
4. Marczenko, Z. og Balkcak, m. (2000). Separasjon, forkonsentrasjon og spektrofotometri i uorganisk analyse. Niobium. I analytisk spektroskopibibliotek. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
5. Agulyansky, a. (2004). Introduksjon. Raffineringsprosess. I kjemi av Tantalum og Niobium fluorforbindelser. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
6. Planlegging SE. (2020). Niobium. Gjenopprettet fra plasee.com.
7. Lyon, s.B. (2010). Korrosjon og nedbrytning av ingeniørmateriell. Historisk informasjon. I Sheirs korrosjon. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.