Nb 41

Niobium (Nb)

transition-metal
Chu kỳ: 5 Nhóm: 5 Khối: d

Solid

Nguyên tử khối chuẩn

92,90637 u

Cấu hình electron

[Kr] 5s1 4d4

Nhiệt độ nóng chảy

2476,85 °C

Nhiệt độ sôi

4743,85 °C

Khối lượng riêng

8570 kg/m³

Trạng thái oxi hóa

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Độ âm điện (Pauling)

1,6

Năng lượng ion hóa (lần 1)

6,75885 eV

Năm phát hiện

1801

Bán kính nguyên tử

145 pm

Chi tiết

Nguồn gốc tên gọi From Niobe; daughter of the mythical Greek king Tantalus.
Quốc gia phát hiện England
Người phát hiện 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."

Hình ảnh

Tính chất

Hóa học

Độ âm điện (Pauling)
1,6 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
Độ âm điện (Allen)
1,41
Ái lực electron
0,893 eV
Năng lượng ion hóa (lần 1)
6,75885 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 2)
14,320049 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 3)
25,040086 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 4)
37,611129 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 5)
50,572974 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
Trạng thái oxi hóa
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
Electron hóa trị
5 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
Cấu hình electron
[Kr] 5s1 4d4

Nhiệt động lực học

Nhiệt nóng chảy
0,27776338 eV So sánh Nhiệt nóng chảy của tất cả nguyên tố →
Nhiệt hóa hơi
7,151371 eV So sánh Nhiệt hóa hơi của tất cả nguyên tố →
Nhiệt thăng hoa
7,617764 eV
Nhiệt nguyên tử hóa
7,617764 eV
Enthalpy nguyên tử hóa
7,597036 eV

Độ phổ biến

Độ phổ biến (vỏ Trái Đất)
20 mg/kg So sánh Độ phổ biến (vỏ Trái Đất) của tất cả nguyên tố →
Độ phổ biến (đại dương)
1 × 10−5 mg/L So sánh Độ phổ biến (đại dương) của tất cả nguyên tố →

Cấu trúc tinh thể

Hằng số mạng a
330 pm

Cấu trúc electron

Số electron trong mỗi lớp
2, 8, 18, 12, 1 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →

Mã định danh

Số CAS
7440-03-1 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
Ký hiệu số hạng
6D1/2
InChI
InChI=1S/Nb
Khóa InChI
GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N

Cấu hình electron Đo đạc

Điện tích ion
Proton 41
Electron 41
Điện tích Trung hòa
Cấu hình Nb: 4d⁴ 5s¹
Cấu hình electron
Đo đạc
[Kr] 4d⁴ 5s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁴ 5s¹
Sơ đồ orbital
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↑
Tổng số electron: 41 Độc thân: 5 ?

Mô hình nguyên tử

Proton 41
Neutron 52
Electron 41
Số khối 93
Độ bền Bền

Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.

Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.

Dấu vân tay nguyên tử

Phổ phát xạ / hấp thụ

24 / 24 (22 22 vạch có cường độ)
Đo đạc
Phát xạ Khả kiến: 380–750 nm

Phân bố đồng vị

Nguyên tố đơn đồng vị
Đồng vị duy nhất có trong tự nhiên: 93 — 100,0000%
93100,0000%Số khốiĐộ phổ biến tự nhiên (%)
Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rã
93 Bền92,906373 ± 0,000002100,0000%Bền
Đo đạc

Pha / Trạng thái

1 atm / 101.325 kPa
Rắn 25 °C (298,15 K)

Lý do: thấp hơn nhiệt độ nóng chảy (2476,85 °C) một lượng 2451,8 °C

Nhiệt độ nóng chảy 2476,85 °C
Nhiệt độ sôi 4743,85 °C
Thấp hơn nhiệt độ nóng chảy 2451,8 °C
0 K Nhiệt độ hiện tại: 25 °C 6000 K
Biểu đồ chuyển pha

Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ

Rắn
Lỏng
Khí
Nóng chảy
Sôi
25°C
Rắn
Lỏng
Khí
Hiện tại

Điểm chuyển pha

Nhiệt độ nóng chảy Tài liệu
2476,85 °C
Nhiệt độ sôi Tài liệu
4743,85 °C
Pha hiện tại Tính toán
Rắn

Năng lượng chuyển pha

Nhiệt nóng chảy Tài liệu
0,27776338 eV

Năng lượng cần để làm nóng chảy 1 mol tại nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt hóa hơi Tài liệu
7,151371 eV

Năng lượng cần để hóa hơi 1 mol tại nhiệt độ sôi

Nhiệt thăng hoa Tài liệu
7,617764 eV

Năng lượng cần để làm thăng hoa 1 mol tại nhiệt độ thăng hoa

Khối lượng riêng

Khối lượng riêng tham chiếu Tài liệu
8570 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Khối lượng riêng hiện tại Tính toán
8570 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Phổ nguyên tử

Đang hiển thị 10 trên 41. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).

Dữ liệu vạch phổ ?

IonĐiện tíchTổng số vạchXác suất chuyển mứcKý hiệu mức năng lượng
Nb I 050900
Nb II +115000
Nb III +210800
Nb IV +3819819819
Nb V +41200
Dữ liệu vạch phổ NIST →

Dữ liệu mức năng lượng ?

IonĐiện tíchMức năng lượng
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
Dữ liệu mức năng lượng NIST →
41 Nb 92.90637

Niobium — Trình trực quan hóa orbital nguyên tử

[Kr]5s14d4
Mức năng lượng 2 8 18 12 1
Trạng thái oxi hóa -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5s n=5 · l=0 · m=0
Niobium — Bản xem trước trình trực quan hóa orbital nguyên tử
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu
41 Nb 92.90637

Niobium — Trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể

Lập phương tâm khối · Pearson cI2
Thực nghiệm
Pearson cI2
Số phối trí 8
Độ đặc khít 68.000%
Niobium — Bản xem trước trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu

Bán kính ion

Điện tíchPhối tríSpinBán kính
+36Không có72 pm
+46Không có68 pm
+48Không có79 pm
+54Không có48 pm
+56Không có64 pm
+57Không có69 pm
+58Không có74 pm

Hợp chất

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

Đồng vị (1)

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

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rãKiểu phân rã
93 Bền92,906373 ± 0,000002100,0000%Bền
stable
93 Bền
Khối lượng nguyên tử (u) 92,906373 ± 0,000002
Độ phổ biến tự nhiên 100,0000%
Chu kỳ bán rã Bền
Kiểu phân rã
stable

Vạch phổ

Bước sóng (nm)Cường độBậc ion hóaLoạiChuyển mứcĐộ chính xácNguồn
382.5416 nm5000Nb IVemission4d.5d 3P → 4d.6p 1P*Đo đạcNIST
382.5694 nm200000Nb IVemission4d.6p 1F* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
382.5875 nm250000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
383.106 nm15000Nb IVemission4d.5d 3D → 4d.6p 1D*Đo đạcNIST
385.2874 nm60000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
385.5325 nm10000Nb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 3PĐo đạcNIST
386.9546 nm8000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 1PĐo đạcNIST
387.5455 nm100000Nb IVemission4d.5d 3G → 4d.6p 1D*Đo đạcNIST
388.2203 nm60000Nb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 1SĐo đạcNIST
389.8028 nm100000Nb IVemission4d.5d 3S → 4d.6p 3P*Đo đạcNIST
390.0115 nm25000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
391.6922 nm8000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 1F*Đo đạcNIST
392.1878 nm5000Nb IVemission4d.5d 1P → 4d.6p 3D*Đo đạcNIST
394.057 nm25000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
394.3315 nm20000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*Đo đạcNIST
398.5759 nm5000Nb IVemission4d.(2D<3/2>).6s 2[3/2] → 4d.6p 1P*Đo đạcNIST
400.1839 nm4000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
403.2233 nm40000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3D*Đo đạcNIST
404.998 nm10000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*Đo đạcNIST
405.2616 nm15000Nb IVemission4d.5d 1P → 4d.6p 1D*Đo đạcNIST
406.3412 nm200000Nb IVemission4d.5d 3F → 4d.6p 3F*Đo đạcNIST
406.4694 nmKhông cóNb IVemission4d.6p 1P* → 4d.6d 1DĐo đạcNIST
409.6529 nm7000Nb IVemission4d.6p 3P* → 4d.6d 3DĐo đạcNIST
459.6 nmKhông cóID 841emission2p 2P* → 2s 2SĐo đạcNIST

Tính chất mở rộng

Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)

Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
147 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
125 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết ba)
116 pm

Bán kính van der Waals

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

Bán kính nguyên tử và kim loại

Bán kính nguyên tử (Rahm)
251 pm
Bán kính kim loại (C12)
146 pm

Các thang đánh số

Mendeleev
48
Pettifor
52
Glawe
53

Các thang độ âm điện

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

Độ phân cực hóa và tán sắc

Độ phân cực hóa lưỡng cực
98 a.u.
Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
8 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1140 Ha·Bohr6

Thông số Miedema

Thể tích mol Miedema
10,87 cm3/mol
Mật độ electron Miedema
4

Rủi ro nguồn cung và kinh tế

Mức độ tập trung sản xuất
98
Rủi ro nguồn cung tương đối
8
Phân bố trữ lượng
97
Ổn định chính trị (quốc gia sản xuất lớn nhất)
48
Ổn định chính trị (quốc gia có trữ lượng lớn nhất)
48

Chuyển pha và các dạng thù hình

Nhiệt độ nóng chảy2750,15 K
Nhiệt độ sôi5014,15 K

Phân loại trạng thái oxi hóa

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

Dữ liệu tham khảo chuyên sâu

Hằng số chắn (10)
nOrbitalσ
1s0,8577
2p4,0178
2s10,8748
3d14,753
3p16,3844
3s15,8285
4d29,7624
4p26,9156
4s25,7172
5s35,079
Chi tiết bán kính tinh thể (7)
Điện tíchCNSpinrcrystal (pm)Nguồn gốc
3VI86
4VI82from r^3 vs V plots, estimated,
4VIII93
5IV62calculated,
5VI78
5VII83calculated,
5VIII88
Các kiểu phân rã đồng vị (67)
Đồng vịChế độCường độ
79p—
79B+—
79B+p—
80p—
80B+—
80B+p—
81p—
81B+—
81B+p—
82B+100%
Hệ số tán xạ tia X (757)
Năng lượng (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

Dữ liệu bổ sung

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.

Tài liệu tham khảo (1)

Tài liệu tham khảo

(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.

Ghi chú về giấy phép: 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/

Ghi chú về giấy phép: 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.

Cập nhật lần cuối:

Dữ liệu đã được xác minh:

Nội dung được rà soát đối chiếu với dữ liệu khoa học mới nhất.