Atoomnummer	41
CAS-nummer	7440-03-1
Atomaire massa	92,91
Smeltpunt	2 468 °C
Kookpunt	4 900 °C
Atomair volume	0,0180 nm3
Dichtheid bij 20 °C	8,55 g/cm³
Kristalstructuur	lichaamsgerichte kubieke
Roosterconstante	0,3294 [nm]
Overvloed in de aardkorst	20,0 [g/t]
Snelheid van geluid	3480 m/s (bij rt)(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, ductiel overgangsmetaal dat vaak voorkomt in de mineralen pyrochloor en columbiet, vandaar de vroegere naam "columbium". De naam komt uit de Griekse mythologie, met name uit Niobe, de dochter van Tantalus, de naamgever van tantaal. De naam weerspiegelt de grote gelijkenis tussen de twee elementen in hun fysische en chemische eigenschappen, waardoor ze moeilijk te onderscheiden zijn.

De Engelse chemicus Charles Hatchett rapporteerde in 1801 een nieuw element dat leek op tantaal 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 tantaalertsen een tweede element bevatten, dat hij niobium noemde. In 1864 en 1865 verduidelijkten een reeks wetenschappelijke bevindingen dat niobium en columbium hetzelfde element waren (in tegenstelling tot tantaal), en een eeuw lang werden beide namen door elkaar gebruikt. Niobium werd in 1949 officieel aangenomen als de naam van het element, maar de naam columbium wordt nog steeds gebruikt in de metallurgie in de Verenigde Staten.

Pas begin 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 vooral gebruikt in legeringen, het grootste deel in speciaal staal, zoals dat voor gaspijpleidingen. Hoewel deze legeringen maximaal 0,1% niobium bevatten, verhoogt het kleine percentage niobium 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 veel gebruikt in de supergeleidende magneten van MRI-scanners. Andere toepassingen van niobium zijn onder andere lassen, 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, ductiel, 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 kan worden waargenomen 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, laten metingen met een hoge resolutie van de thermische expansie langs de drie kristallografische assen anisotropieën zien die inconsistent zijn met een kubische structuur.[28] Daarom wordt er 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.

Als het heel zuiver is, is het relatief zacht en buigzaam, maar onzuiverheden maken het harder.

Het metaal heeft een kleine vangstdoorsnede voor thermische neutronen. Daarom wordt het gebruikt in de nucleaire industrie, waar neutronentransparante structuren gewenst zijn.

Chemische eigenschappen

Het metaal krijgt een blauwachtige tint wanneer het langdurig aan lucht bij kamertemperatuur 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 qua grootte vrijwel gelijk is aan de zwaardere tantaalatomen, als gevolg van de lanthanidecontractie. Hierdoor lijken de chemische eigenschappen van niobium sterk op die van tantaal, dat in het periodiek systeem direct onder niobium staat. Hoewel de corrosiebestendigheid niet zo uitstekend is als die van tantaal, maken de lagere prijs en grotere beschikbaarheid niobium aantrekkelijk voor minder veeleisende toepassingen, zoals de bekleding van kuipen in chemische fabrieken.