← Voltar à tabela periódica
Nb 41

Niobium (Nb)

transition-metal
Período: 5 Grupo: 5 Bloco: d

Solid

Peso atômico padrão

92,90637 u

Configuração eletrônica

[Kr] 5s1 4d4

Ponto de fusão

2476,85 °C

Ponto de ebulição

4743,85 °C

Densidade

8570 kg/m³

Estados de oxidação

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Eletronegatividade (Pauling)

1,6

Energia de ionização (1ª)

6,75885 eV

Ano da descoberta

1801

Raio atômico

145 pm

Detalhes

Origem do nome From Niobe; daughter of the mythical Greek king Tantalus.
País da descoberta England
Descobridores 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."

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,6 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Eletronegatividade (Allen)
1,41
Afinidade eletrônica
0,893 eV
Energia de ionização (1ª)
6,75885 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
14,320049 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
25,040086 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
37,611129 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
50,572974 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
5 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Kr] 5s1 4d4

Termodinâmica

Calor de fusão
0,27776338 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
7,151371 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
7,617764 eV
Calor de atomização
7,617764 eV
Entalpia de atomização
7,597036 eV

Nuclear

Prótons
41 Comparar Prótons de todos os elementos →
Nêutrons
52 Comparar Nêutrons de todos os elementos →
Isótopos conhecidos
38 Comparar Isótopos conhecidos de todos os elementos →
Isótopos estáveis
1 Comparar Isótopos estáveis de todos os elementos →
Isótopo mais estável
Nb-93
Ano da descoberta
1801

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
20 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
1 × 10−5 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
330 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 18, 12, 1 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-03-1 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
6D1/2
InChI
InChI=1S/Nb
Chave InChI
GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 41
Elétrons 41
Carga Neutro
Configuração Nb: 4d⁴ 5s¹
Configuração eletrônica
Medido
[Kr] 4d⁴ 5s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁴ 5s¹
Diagrama de orbitais
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 elétrons: 41 Desemparelhados: 5 ?

Modelo atômico

Prótons 41
Nêutrons 52
Elétrons 41
Número de massa 93
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

24 / 24 (22 22 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

Elemento monoisotópico
Único isótopo de ocorrência natural: 93 — 100,0000%
93100,0000%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
93 Estável92,906373 ± 0,000002100,0000%Estável
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 2451,8 °C abaixo do ponto de fusão (2476,85 °C)

Ponto de fusão 2476,85 °C
Ponto de ebulição 4743,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 2451,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
2476,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
4743,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,27776338 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
7,151371 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
7,617764 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
8570 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
8570 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 41. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
Nb I 050900
Nb II +115000
Nb III +210800
Nb IV +3819819819
Nb V +41200
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
41 Nb 92.90637

Niobium — Visualizador de orbitais atômicos

[Kr]5s14d4
Níveis de energia 2 8 18 12 1
Estados de oxidação -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5s n=5 · l=0 · m=0
Niobium — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
41 Nb 92.90637

Niobium — Visualizador de estruturas cristalinas

Cúbica de corpo centrado · Pearson cI2
Experimental
Pearson cI2
Nº de coord. 8
Empacotamento 68.000%
Niobium — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

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

Compostos

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 de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
93 Estável92,906373 ± 0,000002100,0000%Estável
stable
93 Estável
Massa atômica (u) 92,906373 ± 0,000002
Abundância natural 100,0000%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Linhas espectrais

Comprimento de onda (nm)IntensidadeEstágio de ionizaçãoTipoTransiçãoExatidãoFonte
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

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
147 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
125 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
116 pm

Raios de van der Waals

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

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
251 pm
Raio metálico (C12)
146 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
48
Pettifor
52
Glawe
53

Escalas de eletronegatividade

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

Polarizabilidade e dispersão

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

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
10,87 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
4

Risco de abastecimento e economia

Concentração da produção
98
Risco relativo de abastecimento
8
Distribuição das reservas
97
Estabilidade política (maior produtor)
48
Estabilidade política (detentor das maiores reservas)
48

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão2750,15 K
Ponto de ebulição5014,15 K

Categorias de estados de oxidação

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

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (10)
nOrbitalσ
1s0,8577
2p4,0178
2s10,8748
3d14,753
3p16,3844
3s15,8285
4d29,7624
4p26,9156
4s25,7172
5s35,079
Detalhes dos raios cristalinos (7)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
3VI86
4VI82from r^3 vs V plots, estimated,
4VIII93
5IV62calculated,
5VI78
5VII83calculated,
5VIII88
Modos de decaimento dos isótopos (67)
IsótopoModoIntensidade
79p—
79B+—
79B+p—
80p—
80B+—
80B+p—
81p—
81B+—
81B+p—
82B+100%
Fatores de espalhamento de raios X (757)
Energia (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

Dados adicionais

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.

Referências (1)

Referências

(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 a licença: 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 a licença: 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.

Última atualização:

Dados verificados:

O conteúdo é revisado com base nos dados científicos mais recentes.