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Nb 41

Niobium (Nb)

transition-metal
Période: 5 Groupe: 5 Bloc: d

Solid

Masse atomique relative standard

92,90637 u

Configuration électronique

[Kr] 5s1 4d4

Point de fusion

2476,85 °C

Point d’ébullition

4743,85 °C

Masse volumique

8570 kg/m³

États d’oxydation

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Électronégativité (Pauling)

1,6

Énergie d’ionisation (1re)

6,75885 eV

Année de découverte

1801

Rayon atomique

145 pm

Détails

Origine du nom From Niobe; daughter of the mythical Greek king Tantalus.
Pays de découverte England
Découvreurs 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."

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,6 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,41
Affinité électronique
0,893 eV
Énergie d’ionisation (1re)
6,75885 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
14,320049 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
25,040086 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
37,611129 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
50,572974 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
5 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Kr] 5s1 4d4

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,27776338 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
7,151371 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
7,617764 eV
Enthalpie d’atomisation
7,617764 eV
Enthalpie d’atomisation
7,597036 eV

Propriétés nucléaires

Protons
41 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
52 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
38 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
1 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
Nb-93
Année de découverte
1801

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
20 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
1 × 10−5 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
330 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 18, 12, 1 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-03-1 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
6D1/2
InChI
InChI=1S/Nb
Clé InChI
GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 41
Électrons 41
Charge Neutre
Configuration Nb: 4d⁴ 5s¹
Configuration électronique
Mesuré
[Kr] 4d⁴ 5s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁴ 5s¹
Diagramme d’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↑
Nombre total d’électrons: 41 Non appariés: 5 ?

Modèle atomique

Protons 41
Neutrons 52
Électrons 41
Nombre de masse 93
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

24 / 24 (22 22 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

Élément monoisotopique
Seul isotope présent à l’état naturel : 93 — 100,0000%
93100,0000%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
93 Stable92,906373 ± 0,000002100,0000%Stable
Mesuré

Phase / État

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

Explication: 2451,8 °C en dessous du point de fusion (2476,85 °C)

Point de fusion 2476,85 °C
Point d’ébullition 4743,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 2451,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
2476,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
4743,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,27776338 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
7,151371 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
7,617764 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
8570 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
8570 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 41. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Nb I 050900
Nb II +115000
Nb III +210800
Nb IV +3819819819
Nb V +41200
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
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
Niveaux répertoriés par le NIST →
41 Nb 92.90637

Niobium — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Kr]5s14d4
Niveaux d’énergie 2 8 18 12 1
États d’oxydation -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5s n=5 · l=0 · m=0
Niobium — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
41 Nb 92.90637

Niobium — Visualiseur de structure cristalline

Cubique centré · Pearson cI2
Expérimental
Pearson cI2
N° de coord. 8
Compacité 68.000%
Niobium — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

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

Composés

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

Isotopes (1)

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

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
93 Stable92,906373 ± 0,000002100,0000%Stable
stable
93 Stable
Masse atomique (u) 92,906373 ± 0,000002
Abondance naturelle 100,0000%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Raies spectrales

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
382.5416 nm5000Nb IVemission4d.5d 3P → 4d.6p 1P*MesuréeNIST
382.5694 nm200000Nb IVemission4d.6p 1F* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
382.5875 nm250000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
383.106 nm15000Nb IVemission4d.5d 3D → 4d.6p 1D*MesuréeNIST
385.2874 nm60000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
385.5325 nm10000Nb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 3PMesuréeNIST
386.9546 nm8000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 1PMesuréeNIST
387.5455 nm100000Nb IVemission4d.5d 3G → 4d.6p 1D*MesuréeNIST
388.2203 nm60000Nb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 1SMesuréeNIST
389.8028 nm100000Nb IVemission4d.5d 3S → 4d.6p 3P*MesuréeNIST
390.0115 nm25000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
391.6922 nm8000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 1F*MesuréeNIST
392.1878 nm5000Nb IVemission4d.5d 1P → 4d.6p 3D*MesuréeNIST
394.057 nm25000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
394.3315 nm20000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*MesuréeNIST
398.5759 nm5000Nb IVemission4d.(2D<3/2>).6s 2[3/2] → 4d.6p 1P*MesuréeNIST
400.1839 nm4000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
403.2233 nm40000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3D*MesuréeNIST
404.998 nm10000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*MesuréeNIST
405.2616 nm15000Nb IVemission4d.5d 1P → 4d.6p 1D*MesuréeNIST
406.3412 nm200000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*MesuréeNIST
406.4694 nmN/DNb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 1DMesuréeNIST
409.6529 nm7000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DMesuréeNIST
459.6 nmN/DID 841emission2p 2P* → 2s 2SMesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
147 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
125 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
116 pm

Rayons de van der Waals

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

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
251 pm
Rayon métallique (C12)
146 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
48
Pettifor
52
Glawe
53

Échelles d’électronégativité

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

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
98 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
8 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1140 Ha·Bohr6

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
10,87 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
4

Risque d’approvisionnement et économie

Concentration de la production
98
Risque relatif d’approvisionnement
8
Répartition des réserves
97
Stabilité politique (principal producteur)
48
Stabilité politique (principal détenteur de réserves)
48

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion2750,15 K
Point d’ébullition5014,15 K

Catégories d’états d’oxydation

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

Données de référence avancées

Constantes d’écran (10)
nOrbitaleσ
1s0,8577
2p4,0178
2s10,8748
3d14,753
3p16,3844
3s15,8285
4d29,7624
4p26,9156
4s25,7172
5s35,079
Détail des rayons cristallins (7)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI86
4VI82from r^3 vs V plots, estimated,
4VIII93
5IV62calculated,
5VI78
5VII83calculated,
5VIII88
Modes de désintégration des isotopes (67)
IsotopeModeIntensité
79p—
79B+—
79B+p—
80p—
80B+—
80B+p—
81p—
81B+—
81B+p—
82B+100%
Facteurs de diffusion des rayons X (757)
Énergie (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

Données complémentaires

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.

Références (1)

Références

(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.

Note sur la licence: 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/

Note sur la licence: 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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