Как изначально назывался металл ниобий


Ниобий история — Знаешь как

НИОБИЙ ИСТОРИЯ ЭЛЕМЕНТА

С элементом, занимающим в менделеевской таблице 41-ю клетку, человечество знакомо давно. Возраст его нынешнего названия — ниобий — почти на полстолетия меньше. Случилось так, что элемент № 41 был открыт дважды. Первый раз — в 1801 г. английский ученый Чарльз Хатчет исследовал образец черного минерала, присланного в Британский музей из Америки. Из этого минерала он выделил окисел неизвестного прежде элемента. Новый элемент Хатчет назвал колумбием, отмечая тем самым его заокеанское происхождение. А черный минерал получил название колумбита.

Через год шведский химик Экеберг выделил из колумбита окисел еще одного нового элемента, названного танталом. Сходство соединений Колумбия и тантала было так велико, что в течение 40 лет большинство химиков считало: тантал и Колумбии — один и тот же элемент.

В 1844 г. немецкий химик Генрих Розе исследовал образцы колумбита, найденные в Баварии. Он вновь обнаружил окислы двух металлов. Один из них был окислом известного уже тантала. Окислы были похожи, и, подчеркивая их сходство, Розе назвал элемент, образующий второй окисел, ниобием по имени Ниобы, дочери мифологического мученика Тантала.

Впрочем, Розе, как и Хатчет, не сумел получить этот элемент в свободном состоянии.

Металлический ниобий был впервые получен лишь в 1866 г. шведским ученым Бломстрандом при восстановлении хлорида ниобия водородом. В конце XIX в. были найдены еще два способа получения этого элемента. Сначала Муассан получил его в электропечи, восстанавливая окись ниобия углеродом, а затем Гольдшмидт сумел восстановить тот же элемент алюминием.

А называть элемент ниобий в разных странах продолжали по-разному: в Англии и США — колумбием, в остальных странах — ниобием. Конец разноголосице положил Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) в 1950 г. Было решено повсеместно узаконить название элемента «ниобий», а за основным минералом ниобия так и закрепилось наименование «колумбит». Его формула (Fe, Mn) (Nb, Ta)2O6.

Ниобий химические свойства

Элементный ниобий — чрезвычайно тугоплавкий (2468° С) и высококипящий (4927° С) металл, очень стойкий во многих агрессивных средах. Все кислоты, за исключением плавиковой, не действуют на него. Кислоты-окислители «пассивируют» ниобий, покрывая его защитной окисной пленкой (Nb 2О5). Но при высоких температурах химическая активность ниобия повышается! Если при 150—200° С окисляется лишь небольшой поверхностный слой металла, то при 900—1200° С толщина окисной пленки значительно увеличивается.

Ниобий! активно реагирует со многими неметаллами. С ним образуют соединения галогены, азот, водород, углерод, сера. При этом ниобий может проявлять разные валентности — от двух до пяти. Но главная валентность этого элемента 5+. Пятивалентный ниобий! может входить кв состав соли и как катион, и как один из элементов аниона, что свидетельствует об амфотерном характере элемента В 41.

Соли ниобиевых кислот называют ниобатами. Их получают в результате обменных реакций после сплавления пятиокиси ниобия с содой:

Nb2О5 + 3Na23 → 2Na3NbО4 + 3CО2

Довольно хорошо изучены соли нескольких ниобиевых кислот, в первую очередь метаниобиевой HNbО3, а также диниобаты и пентаниобаты (K 4Nb2О7, K7Nb5О16 • mH2O ). А соли, в которых элемент № 41 выступает как катион, обычно получают прямым взаимодействием простых веществ, например

2Nb + 5Cl2 → 2NbCl5

Ярко окрашенные игольчатые кристаллы пентагалогенидов ниобия (NbCl5 — желтого цвета, NbBr5 — пурпурно-красного) легко растворяются в органических растворителях — хлороформе, эфире, спирте. Но при растворении в воде эти соединения полностью разлагаются, гидролизуются с образованием ниобатов:

NbCl6 + 4Н2O → 5НСl + H3NbO4.

Гидролиз можно предотвратить, если в водный раствор добавить какую-либо сильную кислоту. В таких растворах пентагалогениды ниобия растворяются, не гидролизуясь.

Ниобий образует двойные соли и комплексные соединения,  наиболее  легко — фтористые.    Фторниобаты — так называются эти двойные соли. Они получаются, если в раствор ниобиевой и плавиковой кислот добавить фторид какого-либо металла.

Состав комплексного соединения зависит от соотношения реагирующих в растворе компонентов. Рентгенометрический анализ одного из этих соединений показал строение, отвечающее формуле K 2NbF7. Могут образоваться и оксосоединения ниобия, например оксофторниобат калия K2NbOF5 • H2О.
Химическая характеристика элемента не исчерпывается, конечно, этими сведениями. Сегодня самые важные из соединений элемента № 41 — это его соединения с другими металлами.

Статья на тему Ниобий история

Ниобий - Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: ниобий

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Meera Senthilingam

На этой неделе элемент с некоторым противоречием, так как его тезка плачет, но его химия бесстрастна.Вот Джон Стид:

Джон Стид

Ниобий. Какое вызывающее воспоминания имя! Элемент был назван в честь Ниобы, дочери Тантала в греческой мифологии. В честь Тантала также назван элемент; тантал, который находится непосредственно под ниобием в периодической таблице. Ниобе пришлось нелегко. Она была достаточно глупа, чтобы предположить, что вместо поклонения невидимым богам было бы неплохо ценить настоящих людей для разнообразия. Греческие боги не очень прощали подобного рода высокомерие и в качестве наказания убили всех или, по крайней мере, большую часть ее двенадцати детей; ниобиды.В результате Ниоба бежала на гору Сипил и была обращена в камень. По сей день в Эгейском регионе Турции существует скальное образование, называемое «плачущей скалой», которое напоминает женское лицо, предположительно, Ниобе. Вода просачивается сквозь пористый известняк плачущей скалы и, как говорят, напоминает непрекращающиеся слезы Ниобы о судьбе ниобидов. Очевидное окаменение Ниобы и последующее просачивание минеральной воды через скалу напоминает о реальном химическом явлении окаменевших колодцев, таких как тот, что в пещере Матери Шиптон в Кнаресборо в Северном Йоркшире.Испарение насыщенной солью воды и последующее отложение минералов означает, что эти колодцы действительно могут превращать обычные предметы в камень.

Размещение Ниобы и ее отца Тантала рядом друг с другом в таблице Менделеева не случайно. И ниобий, и тантал вместе находятся в минерале колумбите, смешанном оксиде, который также содержит железо и марганец, и они имеют схожие химические и физические свойства. Фактически, ниобий изначально был назван колумбием в честь Колумбии из-за его открытия в минерале, присланном из Америки в 1801 году.Следующие полвека были свидетелями большой путаницы в отношении того, какие именно возможные новые танталоподобные элементы присутствуют в этих видах минералов, и первоначально некоторые дети Тантала были увековечены как элементы с такими названиями, как пелопий, ильмений и дианиум. В итоге выжил только ниобий. В США ниобий назывался колумбий, символ Cb, вплоть до его официального крещения Международным союзом чистой и прикладной химии в 1950 году. Последняя статья, опубликованная Американским химическим обществом, в которой упоминается колумбий, датируется 1953 годом. Неинтересное название «Фотометрическое определение колумбия, вольфрама и тантала в нержавеющих сталях».Как мы увидим, эта статья действительно намекает на одно из основных применений ниобия. В Каталоге чистых химикатов Олдрича за 2010 год в качестве пояснительного подзаголовка для всех сбитых с толку американцев по-прежнему есть Колумбий.

На самом деле, в отличие от отважной Ниобы, ниобий - довольно бесстрастный элемент. Он даже не вступает в реакцию с очень окисляющей кислотой aqua regia и, как тантал, инертен по отношению к жидкостям организма. Эта бесстрастность в сочетании с тенденцией к окрашиванию при анодировании означает, что он иногда используется в ювелирных изделиях и монетах.В результате процесса анодирования образуется тонкий оксидный слой, который за счет дифракции света создает ряд постоянных цветов. С 2003 года в Австрии выпускается серия серебряно-ниобиевых монет евро с ниобиевым центром, окрашенным в синий, зеленый, коричневый, пурпурный, фиолетовый или желтый цвет. Как и более известный вольфрам, ниобий также образует ряд разноцветных оксидных «бронз» от темно-синего до красного в зависимости от степени восстановления.

Возможно, самая захватывающая в наши дни роль ниобия заключается в создании сверхпроводящих волокон из ниобий-титанового сплава.Ниобий-титан является сверхпроводником при температурах ниже десяти Кельвинов и используется в ряде крупных сверхпроводящих магнитов, таких как ускоритель Тэватрон в Фермилабе и совсем недавно Большой адронный коллайдер, где ниобийсодержащие магниты охлаждаются до 1,9 Кельвина и работают при магнитные поля до 8,3 Тесла. Вы также можете найти его в сверхпроводящих магнитах в больничных МРТ сканерах.

Ниобий - полезный металл в ряде специальных сплавов. В суммах от 0.1% он оказывает значительное упрочняющее действие на сталь, что делает его пригодным, например, для использования в газопроводах. Он также используется в некоторых жаростойких суперсплавах, используемых для деталей двигателей в аэрокосмической промышленности.

Ниобий почти стал в буквальном смысле элементом домашнего обихода из-за его ранней роли в качестве нити накаливания в лампах накаливания. Его бесстрастие и высокая температура плавления 2468 градусов по Цельсию подходили для этого применения, но он был быстро заменен на еще более плавящийся вольфрам.Ниобий также является довольно плотным элементом, и именно эта плотность может объяснить его кажущуюся редкость. Имея всего двадцать частей на миллион, это 33 ряд в зале славы самых обычных элементов земной коры. Это удивительно низкое значение могло возникнуть из-за «недостающего» ниобия, опускающегося в ядро ​​Земли во время формирования планеты.

В литературе по неорганической химии по химии ниобия не так много публикаций, хотя этот металл не особенно дорогой, так что, возможно, все это изменится в эту эпоху кризиса.Классическая статья - это обзор химии алкилиденовых комплексов ниобия и тантала 1979 года Дика Шрока - соединений с двойной связью между металлом и углеродом. Эта статья содержит изображение одного из моих любимых металлорганических соединений - на самом деле соединения тантала - в котором металл зажат между двумя органическими кольцами и связан с двумя восхитительно простыми углеродными фрагментами; CH 2 и CH 3 . Эта структура позволяет получить широкий спектр катализаторов на основе металлов сэндвич-типа.

С точки зрения пин-апов молекул ниобия, одним из самых элегантных является очень симметричный кластер, образованный октаэдром из шести ионов ниобия и восемнадцати хлоридов. Ион, который подчеркивает склонность ниобия к образованию больших экзотических мультиметаллических кластеров с галогенидами и оксидами.

Когда вы смотрите на огромную массу периодической таблицы Менделеева, ваш глаз легко потеряется в полосе экзотических и сбивающих с толку переходных металлов где-то около провала посередине.Я надеюсь, что вы позволите примеру ниобия напомнить вам, что плакать не о чем. Тонкости этих элементов не слишком пугающие, и проявив немного творчества, вы можете породить некую химию, которой могут гордиться даже мстительные древние боги.

Meera Senthilingham

Обеспечение цвета, сверхпроводящие способности и молекулярные пин-апы - определенно то, чем боги могут гордиться. Это был Джон Стид из Даремского университета с дразнящей химией элемента ниобия.

Теперь, на следующей неделе, элемент, основатель которого явно не верил в оценку рисков.

Lars Öhrström

Часто после более зрелищных демонстраций химии ученый на сцене предупреждает публику «не пробовать это дома». Одним из тех, кто не прислушался к таким предупреждениям, был шведский химик Йенс Якоб Берцелиус. Вместо этого он и его сотрудники провели множество новаторских экспериментов на кухне его квартиры на углу Ниброгатан и Риддаргатан в Стокгольме.В 1815 году, например, Берцелиус выделил новый элемент из минерала, присланного ему из шведского шахтерского городка Фалун, и назвал его торий в честь скандинавского бога грома Тора. Только чтобы через несколько лет понять, что он ошибался и что то, что он считал новым элементом, на самом деле был фосфатом иттрия.

Однако в 1828 году, который к тому времени уже давно известен во всем мире и ему приписывают открытие трех других элементов, он получил странный образец минерала от преподобного Ганса Эсмарка из Норвегии. В своей новой лаборатории в Шведской королевской академии наук Берцелиус выделил еще один элемент - то, что мы теперь называем торием.

Meera Senthilingham

И теперь вы знаете об открытии. Присоединяйтесь к Ларсу Эрстрему из Chalmers tekniska högskola в Швеции, чтобы узнать о химии и применении тория в химии в его элементе на следующей неделе. А пока я Мира Сентилингма и благодарю вас за внимание.

(промо)

(конец промо)

.

Ниобий

Химический элемент ниобий относится к переходным металлам. Он был открыт в 1801 году Чарльзом Хэтчеттом.

Зона данных

Классификация: Ниобий - переходный металл
Цвет: серебристо-белый
Атомный вес: 92.9064
Состояние: цельный
Температура плавления: 2477 o C, 2750 K
Температура кипения: 4744 o C, 5017 K
Электронов: 41
Протонов: 41
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 52
Электронные оболочки: 2,8,18,12,1
Электронная конфигурация: [Kr] 4d 4 5s 1
Плотность при 20 o C: 8.57 г / см 3
Показать еще, в том числе: температуры, энергии, окисление,
реакции, соединения, радиусы, проводимости
Атомный объем: 10,87 см 3 / моль
Состав: bcc: объемно-центрированный кубический
Твердость: 6.0 mohs
Удельная теплоемкость 0,26 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 26.40 кДж моль -1
Теплота распыления 733 кДж моль -1
Теплота испарения 682,0 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 652,1 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1381,7 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 2416 кДж моль -1
Сродство к электрону 86.2 кДж моль -1
Минимальная степень окисления –1
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 5
Макс. общее окисление нет. 5
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,6
Объем поляризуемости 15,7 Å 3
Реакция с воздухом Вт / высота, ⇒ NbO 2
Реакция с 15 M HNO 3 нет
Реакция с 6 M HCl нет
Реакция с 6 М NaOH нет
Оксид (оксиды) NbO, NbO 2 , Nb 2 O 3 , Nb 2 O 5
Гидрид (-ы) NbH, NbH 2
Хлорид (ы) NbCl 3 , NbCl 4 , NbCl 5
Атомный радиус 146 часов
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов)
Ионный радиус (3+ ионов) 86 вечера
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 53.7 Вт м -1 K -1
Электропроводность 6,6 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 2477 o C, 2750 K

Кристаллы металлического ниобия. Фото Артема Топчого.

Открытие ниобия

Ниобий был открыт в 1801 году английским ученым Чарльзом Хэтчеттом. Он был обнаружен в американской руде, которая была отправлена ​​в Англию более века назад Джоном Уинтропом Младшим, первым губернатором штата Коннектикут.

Хэтчетт нашел руду, названную колумбитом, в коллекции Ханса Слоана Британского музея.

Он назвал элемент колумбий (символ Cb).

В 1846 году немецкий химик Генрих Роуз независимо открыл этот элемент и назвал его ниобием.

Металл был впервые выделен шведским ученым Кристианом Бломстрандом в 1864 году. Он восстановил хлорид, нагревая его в атмосфере водорода.

Название ниобий было принято во всем мире в 1950 году.

Название элемента происходит от слова «Ниоба», что в греческой мифологии означает дочь Тантала. Ниобий находится прямо над тантом в периодической таблице, и они имеют очень похожие химические свойства. Тантал был назван в честь Тантала, отца Ниобы.

Сверхпроводящие ниобиевые полости, изготовленные лабораторией Джефферсона для использования в ускорителях частиц. (Подробнее в видео ниже.)

Сверхпроводящие ниобиевые резонаторы от Fermilab.

Внешний вид и характеристики

Вредные воздействия:

Некоторые соединения ниобия очень токсичны.

Характеристики:

Ниобий - блестящий, белый, пластичный металл. На воздухе образуется оксидный слой, цвет которого зависит от его толщины. Типичны оттенки синего, зеленого и желтого.

Ниобий устойчив к коррозии благодаря оксидной пленке. Металл начинает быстро окисляться на воздухе при температуре 200 o C.

По химическим свойствам ниобий очень похож на тантал.

Ниобий - один из пяти основных тугоплавких металлов (металлов с очень высокой термостойкостью и износостойкостью). Другие тугоплавкие металлы - вольфрам, молибден, тантал и рений.

Использование ниобия

Ниобий используется с железом и другими элементами в сплавах нержавеющей стали, а также в сплавах с различными цветными металлами, такими как цирконий,

Сплавы ниобия прочны и часто используются при строительстве трубопроводов.

Металл используется в суперсплавах для реактивных двигателей и жаропрочного оборудования.

Ниобий также используется для изготовления ювелирных изделий. При криогенных температурах ниобий является сверхпроводником.

Численность и изотопы

Изобилие земной коры: 17 частей на миллион по весу, 3,7 частей на миллион по молям

Солнечная система изобилия:

.

WebElements Периодическая таблица »Ниобий» историческая справка

  • Ti В Кр
    Zr Nb Пн
    Hf Ta Вт
  • Актиний ☢
  • Алюминий
  • Алюминий
  • Америций ☢
  • Сурьма
  • Аргон
  • Мышьяк
  • Астатин ☢
  • Барий
  • Берклиум ☢
  • Бериллий
  • висмут
  • Бориум ☢
  • Бор
  • Бром
  • Кадмий
  • Цезий
  • Кальций
  • Калифорний ☢
  • Углерод
  • Церий
  • Цезий
  • Хлор
  • Хром
  • Кобальт
  • Copernicium ☢
  • Медь
  • Кюрий ☢
  • Дармштадтиум ☢
  • Дубний ☢
  • Диспрозий
  • Эйнштейний ☢
  • Эрбий
  • Европий
  • Фермий ☢
  • Флеровий ☢
  • Фтор
  • Франций
  • Гадолиний
  • Галлий
  • Германий
  • Золото
  • Гафний
  • Калий ☢
  • Гелий
  • Гольмий
  • Водород
  • Индий
  • Йод
  • Иридий
  • Утюг
  • Криптон
  • Лантан
  • Лоуренсий ☢
  • Свинец
  • Литий
  • Ливерморий ☢
  • Лютеций
  • Магний
  • Марганец
  • Мейтнерий ☢
  • Менделевий ☢
  • Меркурий
  • Молибден
  • Московиум ☢
  • Неодим
  • Неон
  • Нептуний
  • Никель
  • Нихоний ☢
  • Ниобий
  • Азот
  • Нобелий
  • Оганессон ☢
  • Осмий
  • Кислород
  • Палладий
  • фосфор
  • Платина
  • Плутоний ☢
  • Полоний
  • Калий
  • Празеодим
  • Прометий ☢
  • Протактиний ☢
  • Радий ☢
  • Радон ☢
  • Рений
  • Родий
  • Рентгений ☢
  • Рубидий
  • Рутений
  • Резерфорд ☢
  • Самарий
  • Скандий
  • Сиборгий ☢
  • Селен
  • Кремний
  • Серебро
  • Натрий
  • Стронций
  • Сера
  • Сера
  • Тантал
  • Технеций
  • Теллур
  • Теннессин
  • Тербий
  • Таллий
  • Торий ☢
  • Тулий
  • Олово
  • Титан
  • Вольфрам
  • Уран ☢
  • Ванадий
  • Ксенон
  • Иттербий
  • Иттрий
  • Цинк
  • Цирконий
Niobium - 41 Nb Ваш пользовательский агент не поддерживает элемент HTML5 Audio.🔊 .

Факты о ниобии

В 1801 году Чарльз Хэтчетт обнаружил новый элемент в образце колумбита и назвал его колумбий.
Руда была впервые отправлена ​​в Англию в середине 18 века первым губернатором Коннектикута Джоном Уинтропом.
Независимо от этого Генрих Роуз обнаружил в 1846 году, что танталовая руда содержит второй элемент, который он назвал ниобием.
Почти двадцать лет спустя серия экспериментов пришла к выводу, что колумбий и ниобий на самом деле являются одним и тем же элементом.
Оба названия фактически использовались до 1949 года, когда в качестве названия этого элемента был выбран ниобий.
Затем его атомарный символ изменился с Cb на используемый в настоящее время Nb.
Есть только один известный стабильный изотоп ниобия, Nb-93.
Есть минимум 32 известных радиоактивных изотопа ниобия.
Самый стабильный радиоизотоп ниобия имеет период полураспада 34.7 миллионов лет.
Наименее стабильный, Nb-113, имеет период полураспада 30 миллисекунд.
Ниобий не имел коммерческого использования до 1900-х годов.
Он используется в основном для легирования другими металлами.
Одним из наиболее распространенных сплавов ниобия является феррониобий, где он сочетается с железом.
Из сплавов ниобия также производят высокоспециализированную сталь, которая используется для более прочного строительства газопроводов.
Количество ниобия в этом стальном сплаве составляет всего 0,1%, но это небольшое количество значительно улучшает структурную прочность стали.
Сплавы ниобия также используются в ракетных и реактивных двигателях из-за их превосходной прочности при чрезвычайно высоких температурах.
Сверхпроводящие свойства ниобия делают его идеальным для использования при легировании оловом и титаном для производства сверхпроводящих магнитов для аппаратов МРТ.
Он также имеет самую большую глубину магнитного проникновения среди всех известных элементов.
Ниобий даже используется в ювелирном деле из-за его низкой токсичности.
.

Смотрите также