Атомный номер	41
Количество CAS	7440-03-1
Атомная масса	92,91
Температура плавления	2 468 °С
Точка кипения	4 900 °С
Атомный объем	0,0180 нм3
Плотность при 20 °C	8,55 г/см³
Кристальная структура	телоцентрированный кубический
Постоянная решетки	0,3294 [нм]
Обилие в земной коре	20,0 [г/т]
Скорость звука	3480 м/с (при комнатной температуре) (тонкий стержень)
Тепловое расширение	7,3 мкм/(м·К) (при 25 °C)
Теплопроводность	53,7 Вт/(м·К)
Электрическое сопротивление	152 нОм·м (при 20 °C)
Твердость по шкале Мооса	6.0
Твердость по Виккерсу	870-1320 МПа
Твердость по Бринеллю	1735-2450 МПа

Ниобий, ранее известный как колумбий, представляет собой химический элемент с символом Nb (ранее Cb) и атомным номером 41. Это мягкий, серый, кристаллический, пластичный переходный металл, часто встречающийся в минералах пирохлоре и колумбите, отсюда и прежнее название « Колумбий».Его название происходит из греческой мифологии, в частности, из Ниобеи, дочери Тантала, тезки тантала.Название отражает большое сходство между двумя элементами в их физических и химических свойствах, что затрудняет их различие.

Английский химик Чарльз Хэтчетт сообщил о новом элементе, похожем на тантал, в 1801 году и назвал его колумбием.В 1809 году английский химик Уильям Хайд Волластон ошибочно пришел к выводу, что тантал и колумбий идентичны.Немецкий химик Генрих Розе в 1846 году определил, что танталовые руды содержат второй элемент, который он назвал ниобием.В 1864 и 1865 годах ряд научных открытий выявил, что ниобий и колумбий были одним и тем же элементом (в отличие от тантала), и в течение столетия оба названия использовались как синонимы.Ниобий был официально принят в качестве названия элемента в 1949 году, но название колумбий до сих пор используется в металлургии США.

Лишь в начале 20 века ниобий впервые был использован в коммерческих целях.Бразилия является ведущим производителем ниобия и феррониобия, сплава 60–70% ниобия с железом.Ниобий используется в основном в сплавах, большая часть которого содержится в специальной стали, например, используемой в газопроводах.Хотя эти сплавы содержат максимум 0,1% ниобия, небольшой процент ниобия повышает прочность стали.Температурная стабильность ниобийсодержащих суперсплавов важна для их использования в реактивных и ракетных двигателях.

Ниобий используется в различных сверхпроводящих материалах.Эти сверхпроводящие сплавы, также содержащие титан и олово, широко используются в сверхпроводящих магнитах сканеров МРТ.Другие области применения ниобия включают сварку, атомную промышленность, электронику, оптику, нумизматику и ювелирные изделия.В последних двух применениях очень желательными свойствами являются низкая токсичность и радужное свечение, вызванное анодированием.Ниобий считается технологически важным элементом.

Физические характеристики

Ниобий — блестящий, серый, пластичный, парамагнитный металл 5-й группы таблицы Менделеева (см. таблицу) с электронной конфигурацией в крайних оболочках, нетипичной для 5-й группы. (Это можно наблюдать в окрестностях рутения (44), родий (45) и палладий (46).

Хотя считается, что он имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру от абсолютного нуля до точки плавления, измерения теплового расширения с высоким разрешением вдоль трех кристаллографических осей обнаруживают анизотропию, несовместимую с кубической структурой.Поэтому ожидаются дальнейшие исследования и открытия в этой области.

Ниобий становится сверхпроводником при криогенных температурах.При атмосферном давлении он имеет самую высокую критическую температуру среди элементарных сверхпроводников - 9,2 К. Ниобий имеет наибольшую глубину магнитного проникновения среди всех элементов.Кроме того, он является одним из трех элементарных сверхпроводников второго рода, наряду с ванадием и технецием.Сверхпроводящие свойства сильно зависят от чистоты металлического ниобия.

В очень чистом виде он сравнительно мягкий и пластичный, но примеси делают его более твердым.

Металл имеет низкое сечение захвата тепловых нейтронов;таким образом, он используется в атомной промышленности, где желательны нейтронно-прозрачные структуры.

Химические характеристики

Металл приобретает синеватый оттенок при длительном воздействии воздуха при комнатной температуре.Несмотря на высокую температуру плавления в элементарной форме (2468 °C), он имеет меньшую плотность, чем другие тугоплавкие металлы.Кроме того, он устойчив к коррозии, обладает свойствами сверхпроводимости и образует диэлектрические оксидные слои.

Ниобий немного менее электроположителен и более компактен, чем его предшественник в периодической таблице, цирконий, тогда как он практически идентичен по размеру более тяжелым атомам тантала в результате сжатия лантаноидов.В результате химические свойства ниобия очень похожи на свойства тантала, который в периодической таблице располагается сразу после ниобия.Хотя его коррозионная стойкость не так выдающаяся, как у тантала, более низкая цена и большая доступность делают ниобий привлекательным для менее требовательных применений, таких как футеровка чанов на химических заводах.