Ατομικός αριθμός	41
Αριθμός CAS	7440-03-1
Ατομική μάζα	92,91
Σημείο τήξης	2 468 °C
Σημείο βρασμού	4 900 °C
Ατομικός όγκος	0,0180 nm3
Πυκνότητα στους 20 °C	8,55 g/cm³
Κρυσταλλική δομή	κυβικό με επίκεντρο το σώμα
Σταθερά πλέγματος	0,3294 [nm]
Αφθονία στον φλοιό της Γης	20,0 [g/t]
Ταχύτητα ήχου	3480 m/s (σε θερμοκρασία δωματίου) (λεπτή ράβδος)
Θερμική διαστολή	7,3 µm/(m·K) (στους 25 °C)
Θερμική αγωγιμότητα	53,7W/(m·K)
Ηλεκτρική αντίσταση	152 nΩ·m (στους 20 °C)
Σκληρότητα Mohs	6.0
Σκληρότητα Βίκερς	870-1320Mpa
Σκληρότητα Brinell	1735-2450Mpa

Το νιόβιο, παλαιότερα γνωστό ως κολόμβιο, είναι ένα χημικό στοιχείο με σύμβολο Nb (πρώην Cb) και ατομικό αριθμό 41. Είναι ένα μαλακό, γκρι, κρυσταλλικό, όλκιμο μέταλλο μετάπτωσης, που βρίσκεται συχνά στα ορυκτά πυροχλωρίδιο και κολουμπίτη, εξ ου και το παλαιότερο όνομα «κολόμβιο». Το όνομά του προέρχεται από την ελληνική μυθολογία, συγκεκριμένα από τη Νιόβη, η οποία ήταν κόρη του Τάνταλου, του συνονόματου του τανταλίου. Το όνομα αντανακλά τη μεγάλη ομοιότητα μεταξύ των δύο στοιχείων στις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες, καθιστώντας δύσκολη τη διάκρισή τους.

Ο Άγγλος χημικός Charles Hatchett ανέφερε ένα νέο στοιχείο παρόμοιο με το ταντάλιο το 1801 και το ονόμασε κολόμβιο. Το 1809, ο Άγγλος χημικός William Hyde Wollaston κατέληξε λανθασμένα στο συμπέρασμα ότι το ταντάλιο και το κολόμβιο ήταν πανομοιότυπα. Ο Γερμανός χημικός Heinrich Rose διαπίστωσε το 1846 ότι τα μεταλλεύματα τανταλίου περιέχουν ένα δεύτερο στοιχείο, το οποίο ονόμασε νιόβιο. Το 1864 και το 1865, μια σειρά επιστημονικών ευρημάτων διευκρίνισε ότι το νιόβιο και το κολόμβιο ήταν το ίδιο στοιχείο (σε αντίθεση με το ταντάλιο) και για έναν αιώνα και τα δύο ονόματα χρησιμοποιούνταν εναλλακτικά. Το νιόβιο υιοθετήθηκε επίσημα ως το όνομα του στοιχείου το 1949, αλλά το όνομα κολόμβιο παραμένει σε τρέχουσα χρήση στη μεταλλουργία στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Μόλις στις αρχές του 20ού αιώνα το νιόβιο χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά εμπορικά. Η Βραζιλία είναι ο κορυφαίος παραγωγός νιόβιου και φερρονιόβιου, ενός κράματος 60-70% νιόβιου με σίδηρο. Το νιόβιο χρησιμοποιείται κυρίως σε κράματα, το μεγαλύτερο μέρος σε ειδικό χάλυβα, όπως αυτός που χρησιμοποιείται σε αγωγούς φυσικού αερίου. Αν και αυτά τα κράματα περιέχουν το πολύ 0,1%, το μικρό ποσοστό νιόβιου ενισχύει την αντοχή του χάλυβα. Η σταθερότητα της θερμοκρασίας των υπερκραμάτων που περιέχουν νιόβιο είναι σημαντική για τη χρήση τους σε κινητήρες αεριωθούμενων και πυραύλων.

Το νιόβιο χρησιμοποιείται σε διάφορα υπεραγώγιμα υλικά. Αυτά τα υπεραγώγιμα κράματα, που περιέχουν επίσης τιτάνιο και κασσίτερο, χρησιμοποιούνται ευρέως στους υπεραγώγιμους μαγνήτες των μαγνητικών τομογραφιών. Άλλες εφαρμογές του νιόβιου περιλαμβάνουν τη συγκόλληση, την πυρηνική βιομηχανία, την ηλεκτρονική, την οπτική, τη νομισματική και την κοσμηματοποιία. Στις δύο τελευταίες εφαρμογές, η χαμηλή τοξικότητα και ο ιριδισμός που παράγονται από την ανοδίωση είναι ιδιαίτερα επιθυμητές ιδιότητες. Το νιόβιο θεωρείται τεχνολογικά κρίσιμο στοιχείο.

Φυσικά χαρακτηριστικά

Το νιόβιο είναι ένα λαμπερό, γκρι, όλκιμο, παραμαγνητικό μέταλλο στην ομάδα 5 του περιοδικού πίνακα (βλ. πίνακα), με μια ηλεκτρονική διαμόρφωση στις εξωτερικές στοιβάδες άτυπη για την ομάδα 5. (Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί στην περιοχή του ρουθηνίου (44), του ροδίου (45) και του παλλαδίου (46).

Αν και πιστεύεται ότι έχει μια κυβική κρυσταλλική δομή με κέντρο το σώμα από το απόλυτο μηδέν έως το σημείο τήξης του, οι μετρήσεις υψηλής ανάλυσης της θερμικής διαστολής κατά μήκος των τριών κρυσταλλογραφικών αξόνων αποκαλύπτουν ανισοτροπίες που είναι ασυμβίβαστες με μια κυβική δομή.[28] Συνεπώς, αναμένεται περαιτέρω έρευνα και ανακάλυψη σε αυτόν τον τομέα.

Το νιόβιο γίνεται υπεραγωγός σε κρυογονικές θερμοκρασίες. Σε ατμοσφαιρική πίεση, έχει την υψηλότερη κρίσιμη θερμοκρασία από τους στοιχειακούς υπεραγωγούς στους 9,2 K. Το νιόβιο έχει το μεγαλύτερο βάθος μαγνητικής διείσδυσης από οποιοδήποτε άλλο στοιχείο. Επιπλέον, είναι ένας από τους τρεις στοιχειακούς υπεραγωγούς Τύπου II, μαζί με το βανάδιο και το τεχνήτιο. Οι υπεραγώγιμες ιδιότητες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την καθαρότητα του μετάλλου νιόβιου.

Όταν είναι πολύ καθαρό, είναι σχετικά μαλακό και όλκιμο, αλλά οι ακαθαρσίες το καθιστούν σκληρότερο.

Το μέταλλο έχει χαμηλή διατομή σύλληψης για θερμικά νετρόνια· επομένως, χρησιμοποιείται στις πυρηνικές βιομηχανίες όπου είναι επιθυμητές δομές διαφανείς για νετρόνια.

Χημικά χαρακτηριστικά

Το μέταλλο αποκτά μια γαλαζωπή απόχρωση όταν εκτίθεται στον αέρα σε θερμοκρασία δωματίου για παρατεταμένες περιόδους. Παρά το υψηλό σημείο τήξης σε στοιχειακή μορφή (2.468 °C), έχει χαμηλότερη πυκνότητα από άλλα πυρίμαχα μέταλλα. Επιπλέον, είναι ανθεκτικό στη διάβρωση, παρουσιάζει ιδιότητες υπεραγωγιμότητας και σχηματίζει στρώματα διηλεκτρικού οξειδίου.

Το νιόβιο είναι ελαφρώς λιγότερο ηλεκτροθετικό και πιο συμπαγές από τον προκάτοχό του στον περιοδικό πίνακα, το ζιρκόνιο, ενώ είναι ουσιαστικά πανομοιότυπο σε μέγεθος με τα βαρύτερα άτομα τανταλίου, ως αποτέλεσμα της συστολής των λανθανιδίων. Ως αποτέλεσμα, οι χημικές ιδιότητες του νιόβιου είναι πολύ παρόμοιες με εκείνες του τανταλίου, το οποίο εμφανίζεται ακριβώς κάτω από το νιόβιο στον περιοδικό πίνακα. Αν και η αντοχή του στη διάβρωση δεν είναι τόσο εξαιρετική όσο αυτή του τανταλίου, η χαμηλότερη τιμή και η μεγαλύτερη διαθεσιμότητα καθιστούν το νιόβιο ελκυστικό για λιγότερο απαιτητικές εφαρμογές, όπως οι επενδύσεις δεξαμενών σε χημικά εργοστάσια.