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 κέντρο το σώμα
Σταθερά πλέγματος	0,3294 [nm]
Αφθονία στον φλοιό της Γης	20,0 [g/t]
Ταχύτητα του ήχου	3480 m/s (σε rt) (λεπτή ράβδος)
Θερμική διαστολή	7,3 μm/(m·K) (στους 25 °C)
Θερμική αγωγιμότητα	53,7 W/(m·K)
Ηλεκτρική αντίσταση	152 nΩ·m (στους 20 °C)
Σκληρότητα Mohs	6.0
Σκληρότητα Vickers	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, γκρίζο, κρυσταλλικό, όλκιμο μέταλλο μετάπτωσης, που βρίσκεται συχνά στα ορυκτά πυροχλώριο και κολομβίτη, εξ ου και η προηγούμενη ονομασία " κολόμβιο".Το όνομά του προέρχεται από την ελληνική μυθολογία και συγκεκριμένα τη Νιόβη, η οποία ήταν κόρη του Τάνταλου, του συνονόματος του τανταλίου.Το όνομα αντικατοπτρίζει τη μεγάλη ομοιότητα μεταξύ των δύο στοιχείων στις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη διάκρισή τους.

Ο Άγγλος χημικός Τσαρλς Χάτσετ ανέφερε ένα νέο στοιχείο παρόμοιο με το ταντάλιο το 1801 και το ονόμασε columbium.Το 1809, ο Άγγλος χημικός William Hyde Wollaston συμπέρανε εσφαλμένα ότι το ταντάλιο και το κολόμβιο ήταν πανομοιότυπα.Ο Γερμανός χημικός Heinrich Rose προσδιόρισε 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 (όπως διακρίνεται από 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 columbium παραμένει σε τρέχουσα χρήση στη μεταλλουργία στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Μόνο στις αρχές του 20ου αιώνα το νιόβιο χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά εμπορικά.Η Βραζιλία είναι ο κορυφαίος παραγωγός νιοβίου και σιδηρονοβίου, ενός κράματος 60–70% νιοβίου με σίδηρο.Το νιόβιο χρησιμοποιείται κυρίως σε κράματα, το μεγαλύτερο μέρος σε ειδικό χάλυβα όπως αυτός που χρησιμοποιείται στους αγωγούς αερίου.Αν και αυτά τα κράματα περιέχουν το πολύ 0,1%, το μικρό ποσοστό νιοβίου ενισχύει την αντοχή του χάλυβα.Η σταθερότητα στη θερμοκρασία των υπερκραμάτων που περιέχουν νιόβιο είναι σημαντική για τη χρήση τους σε κινητήρες αεριωθουμένων 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 σαρωτών MRI.Άλλες εφαρμογές του νιοβίου περιλαμβάνουν τη συγκόλληση, τις πυρηνικές βιομηχανίες, την ηλεκτρονική, την οπτική, τη νομισματική και τα κοσμήματα.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 γυαλιστερό, γκρι, όλκιμο, παραμαγνητικό μέταλλο στην ομάδα 5 του περιοδικού πίνακα (βλ. πίνακα), με διάταξη ηλεκτρονίων στα εξωτερικά κελύφη άτυπη για την ομάδα 5. (Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί στη γειτονιά του ρουθηνίου (44), ρόδιο (45) και παλλάδιο (46).

Αν και πιστεύεται ότι έχει μια κυβική κρυσταλλική δομή με κέντρο το σώμα από το απόλυτο μηδέν μέχρι το σημείο τήξης του, οι μετρήσεις υψηλής ανάλυσης της θερμικής διαστολής κατά μήκος των τριών κρυσταλλογραφικών αξόνων αποκαλύπτουν ανισοτροπίες που δεν συνάδουν με μια κυβική δομή.[28]Ως εκ τούτου, 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 στοιχειώδεις υπεραγωγούς στους 9,2 Κ. Το νιόβιο έχει το μεγαλύτερο βάθος μαγνητικής διείσδυσης από οποιοδήποτε στοιχείο.Επιπλέον, είναι ένας από τους τρεις στοιχειώδεις υπεραγωγούς Τύπου II, μαζί με το βανάδιο και το τεχνήτιο.Οι υπεραγώγιμες ιδιότητες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την καθαρότητα του μετάλλου του νιοβίου.

Όταν είναι πολύ καθαρό, είναι σχετικά μαλακό και όλκιμο, αλλά οι ακαθαρσίες το κάνουν πιο σκληρό.

Το μέταλλο έχει χαμηλή διατομή δέσμευσης για θερμικά νετρόνια.Έτσι χρησιμοποιείται στις πυρηνικές βιομηχανίες όπου επιθυμούνται διαφανείς δομές νετρονίων.

Χημικά χαρακτηριστικά

Το μέταλλο αποκτά μια μπλε 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 σχεδόν πανομοιότυπο σε μέγεθος με τα βαρύτερα άτομα τανταλίου, ως αποτέλεσμα της συστολής του λανθανιδίου.Ως αποτέλεσμα, οι χημικές ιδιότητες του νιοβίου 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 επενδύσεις δεξαμενής σε χημικά εργοστάσια.