Niobio (NB) structuur, eigenschappen, gebruik, verkrijgen

Hij niobium Het is een chemisch element dat behoort tot groep V van de oeriódica -tabel. Het behoort tot de metalen van de tweede overgangsreeks. Het chemische symbool is nb. De meeste kenmerken en gedrag komen overeen met die van een metaal, maar sommige van zijn chemische eigenschappen in oxidatie +5 lijken erg op die van een niet -metaal.

Toen het werd ontdekt in 1801, werd de naam Columbio toegewezen, ter ere van Christopher Columbus, omdat hij deel uitmaakte van een monster van mineraal gebracht van Amerika naar Engeland.

Niobio -locatie in het periodiek systeem van de chemische elementen. Auteur: Ahlerstemeier. Vectorisatie: sushant savla. Bron: Wikimedia Commons.

Gedurende enige tijd werden de Columbio (CB) en het Tantalium (TA) als hetzelfde element beschouwd, tot na veel moeilijkheden de verschillen tussen de twee werden geïdentificeerd.

De Columbio werd toen, vanwege zijn gelijkenis met de Tantalio, Niobio genoemd, een term afgeleid van Niobe, dochter van Tantalus, die een karakter van de Griekse mythologie is veroordeeld tot eeuwige frustratie en zoon van de god Jupiter. In de metallurgische industrie van de Verenigde Staten wordt Niobio nog steeds Columbio genoemd.

Atoomnummer, symbool en atoomgewicht van het niobium. Bron: me/cc by-s (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5). Bron: Wikimedia Commons.

Het is een refractair metaal, dus het verzet tegen zeer hoge temperaturen zonder te smelten of te ontbinden. Wanneer cast kan worden gemengd in elke verhouding met ijzer.

Daarom wordt het gebruikt bij de productie van staal voor verschillende toepassingen, waaronder de luchtvaart- en ruimtevaartindustrie. Het wordt ook gebruikt in botimplantaten vanwege de biocompatibiliteit met levende weefsels.

[TOC]

Elektronische structuur en configuratie

De elektronische configuratie van dit element is:

1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D¹⁰ 4S² 4P⁶ 4D⁴ 5S¹,

of ook:

[KR] 4D⁴ 5S¹,

Deze configuratie legt uit dat de sterkste oxidatiestatus +5 is, omdat wanneer hij 5 elektronen van zijn buitenste lagen verliest (4D⁴ 5S¹) Verwerf de stabiele configuratie van Noble Gas Kripton (KR). Het heeft echter ook andere valenties.

De kristallijne structuur van het niobium is gecentreerd kubiek, wat betekent dat 8 atomen zich bevinden die een kubus vormen en in het midden hiervan is er ook een atoom.

Het kan u van dienst zijn: Cyclopentano (C5H10): structuur, eigenschappen en gebruikNiobio -kristallen. U kunt uw kubieke formulier zien. Alchemist-HP (talk) (www.Pse-Mendelejew.van) [fal of gfdl 1.2 (http: // www.GNU.Org/licenties/oude licenties/FDL-1.2.html)]. Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

• Niobio, NB chemisch symbool
• Columbio, CB chemisch symbool

Eigenschappen

Atoomnummer

41

Fysieke staat

Metallic vaste stof met zilverhelderheid.

Niobio -cilinder. W. Oelen/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0). Bron: Wikimedia Commons.

Atoomgewicht

92.9

Smeltpunt

2477 ºC

Kookpunt

4741 ºC

Dikte

8.57 g/cm³

Oplosbaarheid

Wanneer in vloeibare toestand, dat wil zeggen gesmolten, is het volledig mengbaar met ijzer. Het is onoplosbaar in water.

Chemische eigenschappen

Het heeft een hoge corrosieweerstand en veel chemicaliën. Om deze reden is het zeer resistent tegen zuren, maar het wordt aangevallen door fluorhorhorinezuur (HF) en reageert krachtig met een mengsel hiervan met salpeterzuur (HNO₃)).

Het lost langzaam op in natriumhydroxide (NaOH) of gesmolten kaliumhydroxide, maar is resistent tegen ammoniakoplossingen (NH₃)).

De oxidatietoestand +5 is degene die de meest stabiele verbindingen van dit element genereert, zoals fluoride, tartraat, oxalaat en peroxide. Het heeft echter ook verbindingen met andere valenties.

Mechanische eigenschappen

Afhankelijk van zijn zuiverheid kan het bezitten dat het erg ductiel is, dat wil zeggen, het kan met gemak worden onderworpen aan vervorming waardoor zelfs het verkrijgen van draden kan worden verkregen. Door de verlenging van het materiaal te vergroten, wordt echter harder en resistenter en verliest het ductiliteit, maar zonder bros te zijn.

Niobio -draad. 盧樂 lu le/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0). Bron: Wikimedia Commons.

Het is een zeer hittebestendig materiaal, dat zeer hoge temperaturen ondersteunt zonder te smelten of te ontbinden, waardoor zijn mechanische eigenschappen worden gehandhaafd, dus het behoort tot de klasse van vuurvaste metalen.

Andere eigenschappen

Het heeft supergeleider -eigenschappen, wat betekent dat wanneer gekoeld onder een bepaalde temperatuur geen weerstand biedt tegen de doorgang van elektrische stroom, een perfecte elektrische geleider wordt.

Het verkrijgen van

De belangrijkste bronnen van dit element zijn columbita -mineralen, ook wel Niobita of Ferrocolumbita genoemd, en Pyrochloro. Columbita bevat ook Tantalio (TA), dus je moet de NB scheiden van genoemde metaal.

Het kan u van dienst zijn: perchloorzuur: formule, kenmerken en gebruik

Een van de extractiemethoden is gebaseerd op het verschil in de kookpunten tussen het NB -chloride en die van TA. Het mineraal wordt gestart met chloorgas (CL₂), zodat metalen chloriden worden gevormd.

Dan wordt een destillatie uitgevoerd; Tantalio chloride (Tacl₅) heeft een kookpunt van 236 ° C, terwijl de NBCL₅ Kook bij 248 ° C. Daarom wanneer het mengsel wordt verwarmd vóór het Tantalio -chloride en vervolgens de niobio.

De NB wordt ook gegenereerd als een secundair product tijdens tin -extractie.

Toepassingen

In de metallurgische industrie

Het is zeer nuttig bij de productie van staal, waarbij het bij hoge temperaturen wordt gecombineerd met koolstof en stikstof om zeer dunne deeltjes van niobiumcarbide (NBC) en niobium nitruro (NBN) te vormen.

Daarom helpt de aanwezigheid ervan in dit materiaal om de korrelgrootte te regelen en de corrosieweerstand te verbeteren.

Het verhoogt ook de mechanische weerstand van de legeringen, vooral bij lage temperaturen, dus het is nuttig in de luchtvaartindustrie, waar het wordt gebruikt in raketten en jetmotoren. Als een bijkomend voordeel in deze toepassing, is onder vuurvaste metalen degene met de laagste dichtheid.

Niobio -legeringen worden gebruikt bij de productie van raket. Auteur: Wikiimages. Bron: Pixabay.

De legeringen worden gebruikt in stralen voor bouwstructuren en olie -extractieplatforms, en in gasleidingen en pijpleidingen. Sommige van de niobiumlegeringen met chroomstaal en molybdeen worden gebruikt in toepassingen voor hoge temperaturen als kook.

Het heeft ook staalgebruik voor slijtage -resistente gereedschappen en slijtage. En vanwege de hoge ductiliteit kan het worden gebruikt bij het vormen van processen, waaronder de dringende, flexie en afdrukken kunnen worden genoemd.

Niobiumplaten. Mauro caleb/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0). Bron: Wikimedia Commons.

In elektromagneten

Vanwege de supergeleidingseigenschappen wordt het gebruikt om supergeleidingsmagneten te produceren die worden gebruikt in deeltjesversnellers, gebruikt door onderzoekers in subatomaire deeltjesfysica.

Kan u van dienst zijn: koolstofAfbeelding van de binnenkant van een persoon verkregen door magnetische resonantie. Niobio maakt de vervaardiging van magneto's of magneten mogelijk met behulp van dit type medische examens uitgevoerd. Auteur: Ranveig. Bron: Wikimedia Commons.

Deze magneten worden ook gebruikt in nucleaire magnetische resonantieapparatuur voor de analyse van chemische samengestelde structuren en in magnetische resonantie beeldscanners, die dienen om interne beelden van het menselijk lichaam te verkrijgen met medische diagnose -doeleinden.

In een bril voor lens

Niobiumoxiden worden toegevoegd aan glazen preparaten voor corrigerende lenzen om hun brekingsindex te verhogen en de uitwerking van dunner glas mogelijk te maken.

Andere apps

Door het anodisatieproces wordt een dichte laag oxide met bepaalde stoffen op dit metaal toegepast, waardoor aantrekkelijke kleuren kunnen worden geschenen en op deze manier worden decoratieve draden vervaardigd en ook op munten ingevoegd.

Geanodiseerd niobio. Mauro caleb/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0). Bron: Wikimedia Commons.

Met de niobio zijn er containers voor verdamping die resistent zijn tegen corrosie die nuttig zijn bij coatingtechnologie. Speciale Crosols worden ook vervaardigd.

Het wordt ook gebruikt in materialen die dienen voor botimplantaten, omdat het zeer biocompatibel is met de weefsels van het menselijk organisme.

Referenties

1. Royal Society of Chemistry. (2020). Tabel. Niobium. RSC hersteld.borg.
2. Katoen, f. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
3. Gasik, m.Je. (2013). Technologie van niobium ferroally. Eigenschappen van niobium. In Handbook of Ferroallys. Hersteld van Scientedirect.com.
4. Marczenko, Z. en Balkcak, m. (2000). Scheiding, voorconcentratie en spectrofotometrie in anorganische analyse. Niobium. In analytische spectroscopiebibliotheek. Hersteld van Scientedirect.com.
5. Agulyansky, een. (2004). Invoering. Raffinageproces. In de chemie van tantalum en niobium fluoride verbindingen. Hersteld van Scientedirect.com.
6. Plansee SE. (2020). Niobium. Hersteld van PlaSee.com.
7. Lyon, s.B. (2010). Corrosie en afbraak van technische materialen. Historische informatie. In Someir's corrosie. Hersteld van Scientedirect.com.