Atoomnummer	41
CAS-nummer	7440-03-1
Atoommassa	92,91
Smeltpunt	2468 °C
Kookpunt	4900 °C
Atoomvolume	0,0180 nm3
Dichtheid bij 20 °C	8,55 g/cm³
Kristalstructuur	lichaamsgecentreerde kubieke
Roosterconstante	0,3294 [nm]
In overvloed aanwezig in de aardkorst	20,0 [g/t]
snelheid van het geluid	3480 m/s (bij kamertemperatuur) (dunne staaf)
Thermische uitzetting	7,3 µm/(m·K) (bij 25 °C)
Thermische geleidbaarheid	53,7 W/(m·K)
Elektrische weerstand	152 nΩ·m (bij 20 °C)
Mohs-hardheid	6.0
Vickers-hardheid	870-1320 MPa
Brinell-hardheid	1735-2450 MPa

Niobium, voorheen bekend als columbium, is een chemisch element met symbool Nb (voorheen Cb) en atoomnummer 41. Het is een zacht, grijs, kristallijn, buigzaam overgangsmetaal dat vaak voorkomt in de mineralen pyrochloor en columbiet, vandaar de vroegere naam "columbium". De naam is afkomstig uit de Griekse mythologie, meer specifiek van Niobe, de dochter van Tantalus, naar wie tantaal is vernoemd. De naam weerspiegelt de grote gelijkenis tussen de twee elementen in hun fysische en chemische eigenschappen, waardoor ze moeilijk van elkaar te onderscheiden zijn.

De Engelse chemicus Charles Hatchett rapporteerde in 1801 een nieuw element dat op tantaal leek en noemde het columbium. In 1809 concludeerde de Engelse chemicus William Hyde Wollaston ten onrechte dat tantaal en columbium identiek waren. De Duitse chemicus Heinrich Rose stelde in 1846 vast dat tantaalerts een tweede element bevat, dat hij niobium noemde. In 1864 en 1865 verduidelijkte een reeks wetenschappelijke bevindingen dat niobium en columbium hetzelfde element waren (in tegenstelling tot tantaal), en gedurende een eeuw werden beide namen door elkaar gebruikt. Niobium werd in 1949 officieel als naam voor het element aangenomen, maar de naam columbium wordt in de Verenigde Staten nog steeds gebruikt in de metallurgie.

Pas in het begin van de 20e eeuw werd niobium voor het eerst commercieel gebruikt. Brazilië is de grootste producent van niobium en ferroniobium, een legering van 60-70% niobium met ijzer. Niobium wordt voornamelijk gebruikt in legeringen, met name in speciaal staal zoals dat voor gaspijpleidingen. Hoewel deze legeringen maximaal 0,1% niobium bevatten, verbetert dit kleine percentage de sterkte van het staal. De temperatuurstabiliteit van niobiumhoudende superlegeringen is belangrijk voor het gebruik ervan in straal- en raketmotoren.

Niobium wordt gebruikt in diverse supergeleidende materialen. Deze supergeleidende legeringen, die ook titanium en tin bevatten, worden veelvuldig gebruikt in de supergeleidende magneten van MRI-scanners. Andere toepassingen van niobium zijn onder meer lassen, de nucleaire industrie, elektronica, optica, numismatiek en sieraden. In de laatste twee toepassingen zijn de lage toxiciteit en de iriserende glans die ontstaat door anodisatie zeer gewenste eigenschappen. Niobium wordt beschouwd als een technologiekritisch element.

Fysieke kenmerken

Niobium is een glanzend, grijs, buigzaam, paramagnetisch metaal in groep 5 van het periodiek systeem (zie tabel), met een elektronenconfiguratie in de buitenste schillen die atypisch is voor groep 5. (Dit is te zien in de buurt van ruthenium (44), rhodium (45) en palladium (46).

Hoewel men denkt dat het een lichaamsgecentreerde kubische kristalstructuur heeft van het absolute nulpunt tot het smeltpunt, onthullen hoge-resolutiemetingen van de thermische uitzetting langs de drie kristallografische assen anisotropieën die niet consistent zijn met een kubische structuur.[28] Daarom wordt verder onderzoek en ontdekking op dit gebied verwacht.

Niobium wordt een supergeleider bij cryogene temperaturen. Bij atmosferische druk heeft het de hoogste kritische temperatuur van alle elementaire supergeleiders, namelijk 9,2 K. Niobium heeft de grootste magnetische penetratiediepte van alle elementen. Bovendien is het een van de drie elementaire Type II-supergeleiders, samen met vanadium en technetium. De supergeleidende eigenschappen zijn sterk afhankelijk van de zuiverheid van het niobiummetaal.

In zeer zuivere vorm is het relatief zacht en buigzaam, maar onzuiverheden maken het harder.

Het metaal heeft een lage vangstdoorsnede voor thermische neutronen; daarom wordt het gebruikt in de nucleaire industrie waar neutronendoorlatende structuren gewenst zijn.

Chemische kenmerken

Het metaal krijgt een blauwachtige tint wanneer het gedurende langere tijd bij kamertemperatuur aan de lucht wordt blootgesteld. Ondanks een hoog smeltpunt in elementaire vorm (2468 °C) heeft het een lagere dichtheid dan andere vuurvaste metalen. Bovendien is het corrosiebestendig, vertoont het supergeleidende eigenschappen en vormt het diëlektrische oxidelagen.

Niobium is iets minder elektropositief en compacter dan zijn voorganger in het periodiek systeem, zirkonium, terwijl het door de lanthanidecontractie vrijwel identiek is aan de zwaardere tantaalatomen. Hierdoor zijn de chemische eigenschappen van niobium zeer vergelijkbaar met die van tantaal, dat direct onder niobium in het periodiek systeem staat. Hoewel de corrosiebestendigheid niet zo uitstekend is als die van tantaal, maken de lagere prijs en de grotere beschikbaarheid niobium aantrekkelijk voor minder veeleisende toepassingen, zoals bekleding van vaten in chemische fabrieken.