Niobio (nb) struktur, egenskaper, användning, erhållning

han niob Det är ett kemiskt element som tillhör grupp V i Oeriódica -tabellen. Det tillhör metallerna i den andra övergångsserien. Dess kemiska symbol är NB. De flesta av dess egenskaper och beteende motsvarar en metall, men några av dess kemiska egenskaper i oxidation +5 är mycket lika med en icke -metall.

När det upptäcktes 1801 tilldelades namnet Columbio, till hedern för Christopher Columbus, eftersom han var en del av ett urval av mineral som fördes från Amerika till England.

Niobio -plats i det periodiska tabellen för de kemiska elementen. Författare: Ahoerstemeier. Vektorisering: Sushant Savla. Källa: Wikimedia Commons.

Under en tid betraktades Columbio (CB) och Tantalium (TA) samma element, tills efter många svårigheter identifierades skillnaderna mellan de två.

Columbio var då på grund av dess likhet med tantalio, kallad Niobio, en term härrörande från Niobe, dotter till Tantalus, som är en karaktär av den grekiska mytologin som fördöms till evig frustration och Guds son. I USA: s metallurgiska industri kallas Niobio fortfarande Columbio.

Atomantal, symbol och atomvikt av niob. Källa: ME/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/2.5). Källa: Wikimedia Commons.

Det är en eldfast metall, så den motstår mycket höga temperaturer utan att smälta eller sönderdelas. När gjutning kan blandas i valfri proportion med järn.

Därför används det vid produktion av stål för olika applikationer, inklusive luftfarts- och flygindustrin. Det används också i benimplantat på grund av dess biokompatibilitet med levande vävnader.

[TOC]

Elektronisk struktur och konfiguration

Den elektroniska konfigurationen för detta element är:

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

eller också:

[KR] 4d⁴ 5s¹,

Denna konfiguration förklarar att dess starkaste oxidationsstatus är +5, för när den tappar 5 elektroner av sina yttersta lager (4d⁴ 5s¹) förvärva den stabila konfigurationen av Noble Gas Kripton (KR). Men det har också andra valenser.

Den kristallina strukturen i niob är centrerad kubik, vilket innebär att 8 atomer är belägna som bildar en kub och i mitten av detta finns det också en atom.

Det kan tjäna dig: Cyclopentano (C5H10): Struktur, egenskaper och användningarNiobio kristaller. Du kan se din kubiska form. Alchemist-HP (samtal) (www.Pse-mendelejew.av) [fal eller gfdl 1.2 (http: // www.gnu.Org/licenser/gamla licenser/FDL-1.2.html)]. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Niobio, NB Chemical Symbol
• Columbio, CB Chemical Symbol

Egenskaper

Atomnummer

41

Fysiskt tillstånd

Metalliskt fast ämne med silverljusstyrka.

Niobiocylinder. W. Oelen/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0). Källa: Wikimedia Commons.

Atomvikt

92.9

Smältpunkt

2477 ºC

Kokpunkt

4741 ºC

Densitet

8,57 g/cm³

Löslighet

När det är i flytande tillstånd, det vill säga, smält, är det helt blandat med järn. Det är olösligt i vatten.

Kemiska egenskaper

Den har hög korrosionsmotstånd och många kemikalier. Av denna anledning är den mycket resistent mot syror, men den attackeras av fluorhorhorinsyra (HF) och reagerar kraftigt med en blandning av detta med salpetersyra (HNO₃).

Den löses långsamt i natriumhydroxid (NaOH) eller smält kaliumhydroxid, men är resistent mot ammoniaklösningar (NH₃).

Oxidationstillståndet +5 är det som genererar de mest stabila föreningarna i detta element, såsom fluor, tartrat, oxalat och peroxid. Men det har också föreningar med andra valenser.

Mekaniska egenskaper

Beroende på dess renhet kan det ha att vara mycket duktil, det vill säga det kan vara föremål för deformation med lätthet som tillåter till och med att få ledningar. Men genom att öka förlängningen av materialet blir det svårare och mer motståndskraftigt och förlorar duktilitet, men utan att vara spröd.

Niobiotråd. 盧樂 LU LE/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0). Källa: Wikimedia Commons.

Det är ett mycket värmebeständigt material som stöder mycket höga temperaturer utan att smälta eller sönderdelas, bibehålla dess mekaniska egenskaper, så det tillhör klassen eldfasta metaller.

Andra egenskaper

Den har superledaregenskaper, vilket innebär att när de kyls under en viss temperatur inte erbjuder motstånd mot passagen av elektrisk ström, blir en perfekt elektrisk ledare.

Erhållande

De viktigaste källorna till detta element är Columbita -mineraler, även kallade Niobita eller Ferrocolumbita, och Pyrochloro. Columbita innehåller också Tantalio (TA), så du måste separera NB från nämnda metall.

Det kan tjäna dig: perklorsyra: formel, egenskaper och användningar

En av extraktionsmetoderna är baserad på skillnaden i kokpunkterna mellan NB -kloriden och den för TA. Mineralet startas med klorgas (CL₂), så att metallklorider bildas.

Sedan utförs en destillation; Tantalioklorid (TACL₅) har en kokpunkt på 236 ° C, medan NBCL₅ koka vid 248 ° C. Därför när blandningen värms upp före tantaliokloriden och sedan niobio.

NB genereras också som en sekundär produkt under tennekstraktion.

Ansökningar

I den metallurgiska industrin

Det är mycket användbart vid tillverkning av stål, där vid höga temperaturer kombineras med kol och kväve för att bilda mycket tunna partiklar av niob karbid (NBC) och niob nitruro (NBN).

Därför hjälper dess närvaro i detta material att kontrollera kornstorleken och förbättra korrosionsmotståndet.

Det ökar också legeringarnas mekaniska motstånd, särskilt vid låga temperaturer, så det är användbart i luftfartsindustrin, där den används i raketer och jetmotorer. Som en ytterligare fördel i denna applikation är bland eldfasta metaller den med den lägsta densiteten.

Niobio -legeringar används i rakettillverkning. Författare: Wikiimages. Källa: Pixabay.

Dess legeringar används i balkar för byggnadsstrukturer och oljeutvinningsplattformar och i gasledningar och rörledningar. Några av de niobiska legeringarna med kromstål och molybden används i applikationer för höga temperaturer som kokar.

Den har också stålanvändning för slitstödda verktyg och nötning. Och på grund av dess höga duktilitet kan den användas vid bildningsprocesser, bland vilka pressning, flexion och utskrift kan nämnas.

Niobark. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0). Källa: Wikimedia Commons.

I elektromagneter

På grund av dess superkonditioneringsegenskaper används den för att tillverka superledarmagneter som används i partikelacceleratorer, som används av forskare inom subatomisk partikelfysik.

Kan tjäna dig: kolBild av insidan av en person som erhålls genom magnetisk resonans. Niobio tillåter tillverkning av magnetos eller magneter med hjälp av vilken denna typ av medicinska undersökningar utförs. Författare: Ranveig. Källa: Wikimedia Commons.

Dessa magneter används också i kärnmagnetisk resonansutrustning för analys av kemiska sammansatta strukturer och i magnetresonansbildskannrar, som tjänar till att få interna människokroppsbilder med medicinsk diagnosändamål.

I glasögon för lins

Nioboxider läggs till glaspreparat för korrigerande linser för att öka deras brytningsindex och tillåta utarbetande av tunnare glas.

Andra appar

Genom anodiseringsprocessen appliceras ett tätt skikt av oxid med vissa ämnen på denna metall, vilket gör att attraktiva färger kan skenas och på detta sätt tillverkas dekorativa ledningar och infogas också på mynt på mynt.

Anodiserad niobio. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0). Källa: Wikimedia Commons.

Med Niobio finns behållare för förångning som är resistenta mot korrosion som är användbara vid beläggningstekniken. Speciella krosoler tillverkas också.

Det används också i material som tjänar för benimplantat, eftersom det är mycket biokompatibelt med den mänskliga organismens vävnader.

Referenser

1. Royal Society of Chemistry. (2020). Periodbord. Niob. RSC återhämtade sig.org.
2. Bomull, f. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
3. Gasik, m.Yo. (2013). Niob Ferroallys teknik. Niobs egenskaper. I Handbook of Ferroallys. Återhämtat sig från Scientedirect.com.
4. Marczenko, Z. och balkcak, m. (2000). Separation, förkoncentration och spektrofotometri i oorganisk analys. Niob. I analytiskt spektroskopibibliotek. Återhämtat sig från Scientedirect.com.
5. Agulyansky, a. (2004). Introduktion. Raffineringsprocess. I kemi av tantal- och niobfluoridföreningar. Återhämtat sig från Scientedirect.com.
6. Plansee se. (2020). Niob. Återhämtat sig från Plasee.com.
7. Lyon, s.B. (2010). Korrosion och nedbrytning av tekniska material. Historisk information. I Sheirs korrosion. Återhämtat sig från Scientedirect.com.