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Nb 41

Niobium (Nb)

transition-metal
Periodo: 5 Grupo: 5 Bloque: d

Solid

Peso atómico estándar

92,90637 u

Configuración electrónica

[Kr] 5s1 4d4

Punto de fusión

2476,85 °C

Punto de ebullición

4743,85 °C

Densidad

8570 kg/m³

Estados de oxidación

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Electronegatividad (Pauling)

1,6

Energía de ionización (1.ª)

6,75885 eV

Año de descubrimiento

1801

Radio atómico

145 pm

Detalles

Origen del nombre From Niobe; daughter of the mythical Greek king Tantalus.
País de descubrimiento England
Descubridores Charles Hatchet

Niobium is a refractory transition metal of group 5, chemically similar to tantalum and commonly occurring with it in oxide minerals. It is valued for its ability to strengthen steel at very small additions and for forming superconducting intermetallic compounds. In most compounds niobium is pentavalent, but lower oxidation states are well established, especially in halides and cluster chemistry.

Niobium is a shiny, white, soft, and ductile metal, and takes on a bluish cast when exposed to air at room temperatures for a long time. The metal starts to oxidize in air at 200°C, and when processed at even moderate temperatures must be placed in a protective atmosphere.

The name derives from the Greek mythological character Niobe, who was the daughter of Tantalus, because the elements niobium and tantalum were originally thought to be identical. Niobium was discovered in a black mineral from America called columbite by the British chemist and manufacturer Charles Hatchett in 1801 and he called the element columbium. In 1809, the English chemist William Hyde Wollaston claimed that columbium and tantalum were identical.

Forty years later, the German chemist and pharmacist, Heinrich Rose, determined that they were two different elements in 1846 and gave the name niobium because it was so difficult to distinguish it from tantalum. The name columbium continued to be used in America and niobium in Europe until IUPAC adopted the name niobium in 1949. Niobium was first isolated by the chemist C. W. Blomstrand in 1846.

The story of niobium's discovery is a bit confusing. The first governor of Connecticut, John Winthrop the Younger, discovered a new mineral around 1734. He named the mineral columbite ((Fe, Mn, Mg)(Nb, Ta)2O6) and sent a sample of it to the British Museum in London, England. The columbite sat in the museum's mineral collection for years until it was analyzed by Charles Hatchett in 1801. Hatchett could tell that there was an unknown element in the columbite, but he was not able to isolate it. He named the new element columbium. The fate of columbium took a drastic turn in 1809 when William Hyde Wollaston, an English chemist and physicist, compared the minerals columbite and tantalite ((Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6) and declared that columbium was actually the element tantalum. This confusion arose because tantalum and niobium are similar metals, are always found together and are very difficult to isolate.

Niobium was rediscovered and renamed by Heinrich Rose in 1844 when he produced two new acids, niobic acid and pelopic acid, from samples of columbite and tantalite. These acids are very similar to each other and it took another twenty-two years and a Swiss chemist named Jean Charles Galissard de Marignac to prove that these were two distinct chemicals produced from two different elements. Metallic niobium was finally isolated by the Swedish chemist Christian Wilhelm Blomstrand in 1864. Today, niobium is primarily obtained from the minerals columbite and pyrochlore ((Ca, Na)2Nb2O6(O, OH, F)).

Named after Niobe, the daughter of Tantalu. Discovered in 1801 by Hatchett in an ore sent to England. The metal was first prepared in 1864 by Blomstrand, who reduced the chloride by heating it in a hydrogen atmosphere. The name niobium was adopted by the International Union of Pure and Applied Chemicstry (IUPAC) in 1950 after 100 years of controversy. Many leading chemical societies and government organizations refer to it by this name. Most metallurgists, leading metal societies, and all but one of the leading U.S. commercial producers, however, still refer to the metal as "columbium."

Imágenes

Propiedades

Químicas

Electronegatividad (Pauling)
1,6 Comparar Electronegatividad (Pauling) de todos los elementos →
Electronegatividad (Allen)
1,41
Afinidad electrónica
0,893 eV
Energía de ionización (1.ª)
6,75885 eV Comparar Energía de ionización (1.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (2.ª)
14,320049 eV Comparar Energía de ionización (2.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (3.ª)
25,040086 eV Comparar Energía de ionización (3.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (4.ª)
37,611129 eV Comparar Energía de ionización (4.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (5.ª)
50,572974 eV Comparar Energía de ionización (5.ª) de todos los elementos →
Estados de oxidación
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparar Estados de oxidación de todos los elementos →
Electrones de valencia
5 Comparar Electrones de valencia de todos los elementos →
Configuración electrónica
[Kr] 5s1 4d4

Termodinámicas

Calor de fusión
0,27776338 eV Comparar Calor de fusión de todos los elementos →
Calor de vaporización
7,151371 eV Comparar Calor de vaporización de todos los elementos →
Calor de sublimación
7,617764 eV
Calor de atomización
7,617764 eV
Entalpía de atomización
7,597036 eV

Nucleares

Protones
41 Comparar Protones de todos los elementos →
Neutrones
52 Comparar Neutrones de todos los elementos →
Isótopos conocidos
38 Comparar Isótopos conocidos de todos los elementos →
Isótopos estables
1 Comparar Isótopos estables de todos los elementos →
Isótopo más estable
Nb-93
Año de descubrimiento
1801

Abundancia

Abundancia (corteza terrestre)
20 mg/kg Comparar Abundancia (corteza terrestre) de todos los elementos →
Abundancia (océano)
1 × 10−5 mg/L Comparar Abundancia (océano) de todos los elementos →

Estructura cristalina

Constante de red a
330 pm

Estructura electrónica

Electrones por capa
2, 8, 18, 12, 1 Comparar Electrones por capa de todos los elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-03-1 Comparar Número CAS de todos los elementos →
Símbolo del término
6D1/2
InChI
InChI=1S/Nb
Clave InChI
GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N

Configuración electrónica Medido

Carga del ion
Protones 41
Electrones 41
Carga Neutro
Configuración Nb: 4d⁴ 5s¹
Configuración electrónica
Medido
[Kr] 4d⁴ 5s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁴ 5s¹
Diagrama de orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
1/2 1↑
4d
4/10 4↑
Total de electrones: 41 Desapareados: 5 ?

Modelo atómico

Protones 41
Neutrones 52
Electrones 41
Número másico 93
Estabilidad Estable

Los isótopos cambian el número de neutrones, la masa y la estabilidad, pero no la configuración electrónica de un átomo neutro.

Modelo atómico esquemático, no a escala.

Huella atómica

Espectro de emisión / absorción

24 / 24 (22 22 con intensidad)
Medido
Emisión Visible: 380–750 nm

Distribución isotópica

Elemento monoisotópico
Único isótopo presente en la naturaleza: 93 — 100,0000%
93100,0000%Número másicoAbundancia natural (%)
Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegración
93 Estable92,906373 ± 0,000002100,0000%Estable
Medido

Fase / Estado

1 atm / 101,325 kPa
Sólido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 2451,8 °C por debajo del punto de fusión (2476,85 °C)

Punto de fusión 2476,85 °C
Punto de ebullición 4743,85 °C
Por debajo del punto de fusión en 2451,8 °C
0 K Temperatura actual: 25 °C 6000 K
Secuencia de fases

Esquemático, no a escala

Sólido
Líquido
Gas
Fusión
Ebullición
25°C
Sólido
Líquido
Gas
Actual

Puntos de transición de fase

Punto de fusión Bibliografía
2476,85 °C
Punto de ebullición Bibliografía
4743,85 °C
Fase actual Calculado
Sólido

Energías de transición

Calor de fusión Bibliografía
0,27776338 eV

Energía necesaria para fundir 1 mol en el punto de fusión

Calor de vaporización Bibliografía
7,151371 eV

Energía necesaria para vaporizar 1 mol en el punto de ebullición

Calor de sublimación Bibliografía
7,617764 eV

Energía necesaria para sublimar 1 mol en el punto de sublimación

Densidad

Densidad de referencia Bibliografía
8570 kg/m³

En condiciones estándar

Densidad actual Calculado
8570 kg/m³

En condiciones estándar

Espectros atómicos

Se muestran 10 de 41. Ordenado por carga del ion (ascendente).

Líneas disponibles ?

IonCargaTotal de líneasProbabilidades de transiciónDesignaciones de los niveles
Nb I 050900
Nb II +115000
Nb III +210800
Nb IV +3819819819
Nb V +41200
Líneas disponibles en el NIST →

Niveles disponibles ?

IonCargaNiveles
Nb I 0395
Nb II +1354
Nb III +2189
Nb IV +3183
Nb V +431
Nb VI +5105
Nb VII +632
Nb VIII +72
Nb IX +82
Nb X +92
Niveles disponibles en el NIST →
41 Nb 92.90637

Niobium — Visualizador de orbitales atómicos

[Kr]5s14d4
Niveles de energía 2 8 18 12 1
Estados de oxidación -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5s n=5 · l=0 · m=0
Niobium — Vista previa del visualizador de orbitales atómicos
Three.js solo se carga cuando se solicita
41 Nb 92.90637

Niobium — Visualizador de estructuras cristalinas

Cúbica centrada en el cuerpo · Pearson cI2
Experimental
Pearson cI2
N.º de coord. 8
Empaquetamiento 68.000%
Niobium — Vista previa del visualizador de estructuras cristalinas
Three.js solo se carga cuando se solicita

Radios iónicos

CargaCoordinaciónEspínRadio
+36N/D72 pm
+46N/D68 pm
+48N/D79 pm
+54N/D48 pm
+56N/D64 pm
+57N/D69 pm
+58N/D74 pm

Compuestos

Nb
92,906 u
Nb
94,907 u
Nb
89,911 u
Nb
93,907 u
Nb
96,908 u
Nb
87,918 u
Nb
88,913 u
Nb
97,910 u
Nb
95,908 u
Nb
92,906 u
Nb
91,907 u
Nb+5
92,906 u
Nb+3
92,906 u
Nb+2
92,906 u

Isótopos (1)

Eighteen isotopes of niobium are known. The metal can be isolated from tantalum, and prepared in several ways.

Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegraciónModo de desintegración
93 Estable92,906373 ± 0,000002100,0000%Estable
stable
93 Estable
Masa atómica (u) 92,906373 ± 0,000002
Abundancia natural 100,0000%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable

Líneas espectrales

Longitud de onda (nm)IntensidadEstado de ionizaciónTipoTransiciónExactitudFuente
382.5416 nm5000Nb IVemission4d.5d 3P → 4d.6p 1P*MedidaNIST
382.5694 nm200000Nb IVemission4d.6p 1F* → 4d.6d 3DMedidaNIST
382.5875 nm250000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMedidaNIST
383.106 nm15000Nb IVemission4d.5d 3D → 4d.6p 1D*MedidaNIST
385.2874 nm60000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMedidaNIST
385.5325 nm10000Nb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 3PMedidaNIST
386.9546 nm8000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 1PMedidaNIST
387.5455 nm100000Nb IVemission4d.5d 3G → 4d.6p 1D*MedidaNIST
388.2203 nm60000Nb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 1SMedidaNIST
389.8028 nm100000Nb IVemission4d.5d 3S → 4d.6p 3P*MedidaNIST
390.0115 nm25000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMedidaNIST
391.6922 nm8000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 1F*MedidaNIST
392.1878 nm5000Nb IVemission4d.5d 1P → 4d.6p 3D*MedidaNIST
394.057 nm25000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMedidaNIST
394.3315 nm20000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*MedidaNIST
398.5759 nm5000Nb IVemission4d.(2D<3/2>).6s 2[3/2] → 4d.6p 1P*MedidaNIST
400.1839 nm4000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMedidaNIST
403.2233 nm40000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3D*MedidaNIST
404.998 nm10000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*MedidaNIST
405.2616 nm15000Nb IVemission4d.5d 1P → 4d.6p 1D*MedidaNIST
406.3412 nm200000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*MedidaNIST
406.4694 nmN/DNb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 1DMedidaNIST
409.6529 nm7000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMedidaNIST
459.6 nmN/DID 841emission2p 2P* → 2s 2SMedidaNIST

Propiedades ampliadas

Radios covalentes (ampliados)

Radio covalente (Pyykkö)
147 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace doble)
125 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace triple)
116 pm

Radios de van der Waals

Batsanov
215 pm
Alvarez
256 pm
UFF
316,5 pm
MM3
243 pm

Radios atómicos y metálicos

Radio atómico (Rahm)
251 pm
Radio metálico (C12)
146 pm

Escalas de numeración

Mendeleev
48
Pettifor
52
Glawe
53

Escalas de electronegatividad

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
4
Robles–Bartolotti
2

Polarizabilidad y dispersión

Polarizabilidad dipolar
98 a.u.
Polarizabilidad dipolar (incert.)
8 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1140 Ha·Bohr6

Parámetros de Miedema

Volumen molar de Miedema
10,87 cm3/mol
Densidad electrónica de Miedema
4

Riesgo de suministro y economía

Concentración de la producción
98
Riesgo relativo de suministro
8
Distribución de las reservas
97
Estabilidad política (principal productor)
48
Estabilidad política (país con mayores reservas)
48

Transiciones de fase y alótropos

Punto de fusión2750,15 K
Punto de ebullición5014,15 K

Categorías de estados de oxidación

−1 extended
+4 extended
+2 extended
+3 extended
+1 extended
0 extended
+5 main
−3 extended

Datos de referencia avanzados

Constantes de apantallamiento (10)
nOrbitalσ
1s0,8577
2p4,0178
2s10,8748
3d14,753
3p16,3844
3s15,8285
4d29,7624
4p26,9156
4s25,7172
5s35,079
Detalle de los radios cristalinos (7)
CargaCNEspínrcrystal (pm)Origen
3VI86
4VI82from r^3 vs V plots, estimated,
4VIII93
5IV62calculated,
5VI78
5VII83calculated,
5VIII88
Modos de desintegración de los isótopos (67)
IsótopoModoIntensidad
79p—
79B+—
79B+p—
80p—
80B+—
80B+p—
81p—
81B+—
81B+p—
82B+100%
Factores de dispersión de rayos X (757)
Energía (eV)f₁f₂
0,5—0,09113
0,5079—0,09258
0,516—0,09406
0,5242—0,09557
0,5325—0,0971
0,5409—0,09865
0,5495—0,10023
0,5582—0,10161
0,5671—0,103
0,5761—0,10441

Datos adicionales

Sources

Sources of this element.

The element is found in niobite (or columbite), niobite-tantalite, parochlore, and euxenite. Large deposits of niobium have been found associated with carbonatites (carbon-silicate rocks), as a constituent of parochlore. Extensive ore reserves are found in Canada, Brazil, Nigeria, Zaire, and in Russia.

Referencias (1)

Referencias

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Nb

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Niobium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sobre la licencia: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Niobium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sobre la licencia: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Niobium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Niobium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Niobium

This section provides all form of data related to element Niobium.

9 PubChem Elements
Niobium

The element property data was retrieved from publications.

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