العدد الذري	41
رقم CAS	7440-03-1
الكتلة الذرية	92.91
نقطة الانصهار	2468 درجة مئوية
نقطة الغليان	4900 درجة مئوية
الحجم الذري	0.0180 نانومتر3
الكثافة عند 20 درجة مئوية	8.55 جرام/سم³
البنية البلورية	مكعب متمركز حول الجسم
ثابت الشبكة	0.3294 [نانومتر]
الوفرة في قشرة الأرض	20.0 [جم/طن]
سرعة الصوت	3480 م/ث (عند درجة حرارة الغرفة) (قضيب رفيع)
التمدد الحراري	7.3 ميكرومتر/(م·كلفن) (عند 25 درجة مئوية)
الموصلية الحرارية	53.7 واط/(م·ك)
المقاومة الكهربائية	152 نانو أوم·متر (عند 20 درجة مئوية)
صلابة موس	6.0
صلابة فيكرز	870-1320 ميجا باسكال
صلابة برينيل	1735-2450 ميجا باسكال

النيوبيوم، المعروف سابقًا باسم الكولومبيوم، عنصر كيميائي رمزه Nb (سابقًا Cb) وعدده الذري 41. وهو معدن انتقالي لين، رمادي اللون، بلوري، مطيل، يوجد غالبًا في معدنَي البيروكلور والكولومبيت، ومن هنا جاء اسمه السابق "كولومبيوم". يُشتق اسمه من الأساطير اليونانية، وتحديدًا من نيوبي، ابنة تانتالوس، الذي سُمّي التنتالوم باسمه. يعكس الاسم التشابه الكبير بين العنصرين في خصائصهما الفيزيائية والكيميائية، مما يجعل التمييز بينهما صعبًا.

أعلن الكيميائي الإنجليزي تشارلز هاتشيت عن عنصر جديد مشابه للتنتالوم عام ١٨٠١، وأطلق عليه اسم كولومبيوم. في عام ١٨٠٩، استنتج الكيميائي الإنجليزي ويليام هايد ولاستون خطأً أن التنتالوم والكولومبيوم متطابقان. وفي عام ١٨٤٦، خلص الكيميائي الألماني هاينريش روز إلى أن خامات التنتالوم تحتوي على عنصر ثانٍ، أطلق عليه اسم النيوبيوم. في عامي ١٨٦٤ و١٨٦٥، أوضحت سلسلة من النتائج العلمية أن النيوبيوم والكولومبيوم هما العنصر نفسه (بخلاف التنتالوم)، واستمر استخدام كلا الاسمين بالتبادل لمدة قرن. اعتُمد النيوبيوم رسميًا كاسم للعنصر عام ١٩٤٩، لكن اسم كولومبيوم لا يزال مستخدمًا حاليًا في علم المعادن في الولايات المتحدة.

لم يُستخدم النيوبيوم تجاريًا إلا في أوائل القرن العشرين. تُعدّ البرازيل المنتج الرئيسي للنيوبيوم والفيرونيوبيوم، وهو سبيكة من 60-70% من النيوبيوم مع الحديد. يُستخدم النيوبيوم غالبًا في السبائك، ويُشكّل الجزء الأكبر منه في الفولاذ الخاص، مثل الفولاذ المستخدم في أنابيب الغاز. على الرغم من أن هذه السبائك تحتوي على نسبة قصوى تبلغ 0.1%، إلا أن هذه النسبة الصغيرة من النيوبيوم تُعزز متانة الفولاذ. يُعدّ استقرار درجة حرارة السبائك الفائقة المحتوية على النيوبيوم أمرًا بالغ الأهمية لاستخدامها في محركات الطائرات النفاثة والصواريخ.

يُستخدم النيوبيوم في مختلف المواد فائقة التوصيل. تُستخدم هذه السبائك فائقة التوصيل، التي تحتوي أيضًا على التيتانيوم والقصدير، على نطاق واسع في المغناطيسات فائقة التوصيل لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي. تشمل تطبيقات النيوبيوم الأخرى اللحام، والصناعات النووية، والإلكترونيات، والبصريات، وعلم العملات، والمجوهرات. في التطبيقين الأخيرين، تُعدّ السمية المنخفضة والتألق اللوني الناتج عن الأكسدة الأنودية من الخصائص المرغوبة بشدة. ويُعتبر النيوبيوم عنصرًا بالغ الأهمية في مجال التكنولوجيا.

الخصائص الفيزيائية

النيوبيوم هو معدن لامع، رمادي اللون، مطيل، بارامغناطيسي في المجموعة 5 من الجدول الدوري (انظر الجدول)، مع تكوين إلكتروني في الأغلفة الخارجية غير نمطي للمجموعة 5. (يمكن ملاحظة ذلك في جوار الروثينيوم (44)، والروديوم (45)، والبلاديوم (46).

على الرغم من الاعتقاد بأن له بنية بلورية مكعبة مركزية الجسم من الصفر المطلق إلى نقطة انصهاره، فإن القياسات عالية الدقة للتمدد الحراري على طول المحاور البلورية الثلاثة تكشف عن تباينات غير متوافقة مع البنية المكعبة.[28] لذلك، من المتوقع إجراء المزيد من الأبحاث والاكتشافات في هذا المجال.

يصبح النيوبيوم موصلًا فائقًا عند درجات حرارة منخفضة جدًا. عند الضغط الجوي، تبلغ درجة حرارته الحرجة 9.2 كلفن، وهي أعلى درجة حرارة بين الموصلات الفائقة الأولية. يتميز النيوبيوم بأكبر عمق اختراق مغناطيسي بين جميع العناصر. بالإضافة إلى ذلك، فهو أحد الموصلات الفائقة الأولية الثلاثة من النوع الثاني، إلى جانب الفاناديوم والتكنيشيوم. تعتمد خصائصه الفائقة بشكل كبير على نقاء معدن النيوبيوم.

عندما يكون نقيًا جدًا، يكون ناعمًا ومرنًا نسبيًا، لكن الشوائب تجعله أكثر صلابة.

يتميز المعدن بمقطع عرضي منخفض لالتقاط النيوترونات الحرارية؛ وبالتالي يتم استخدامه في الصناعات النووية حيث تكون الهياكل الشفافة للنيوترونات مرغوبة.

الخصائص الكيميائية

يكتسب المعدن لونًا مزرقًا عند تعرضه للهواء في درجة حرارة الغرفة لفترات طويلة. ورغم ارتفاع درجة انصهاره في صورته العنصرية (2468 درجة مئوية)، إلا أن كثافته أقل من المعادن الحرارية الأخرى. علاوة على ذلك، فهو مقاوم للتآكل، ويتميز بخصائص التوصيل الفائق، ويشكل طبقات أكسيد عازلة.

النيوبيوم أقل موجبة كهروكيميائية بقليل وأكثر تماسكًا من سابقه في الجدول الدوري، الزركونيوم، بينما يكاد يكون متطابقًا في الحجم مع ذرات التنتالوم الأثقل، نتيجةً لانكماش اللانثانيدات. ونتيجةً لذلك، تتشابه خصائص النيوبيوم الكيميائية إلى حد كبير مع خصائص التنتالوم، الذي يظهر مباشرةً أسفل النيوبيوم في الجدول الدوري. على الرغم من أن مقاومته للتآكل ليست بنفس روعة التنتالوم، إلا أن انخفاض سعره وتوافره الواسع يجعلانه جذابًا للتطبيقات الأقل تطلبًا، مثل بطانات الأحواض في المصانع الكيميائية.