Số nguyên tử	41
số CAS	7440-03-1
Khối lượng nguyên tử	92,91
Độ nóng chảy	2 468°C
Điểm sôi	4 900°C
Khối lượng nguyên tử	0,0180nm3
Mật độ ở 20 ° C	8,55g/cm³
Cấu trúc tinh thể	khối lấy cơ thể làm trung tâm
Hằng số mạng	0,3294 [nm]
Sự phong phú trong vỏ Trái đất	20,0 [g/t]
Tốc độ âm thanh	3480 m/s (tại rt)(thanh mỏng)
Sự giãn nở nhiệt	7,3 µm/(m·K) (ở 25 °C)
Dẫn nhiệt	53,7W/(m·K)
Điện trở suất	152 nΩ·m (ở 20 °C)
Độ cứng Mohs	6.0
Độ cứng Vickers	870-1320Mpa
brinell độ cứng	1735-2450Mpa

Niobium, trước đây gọi là columbium, là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Nb (trước đây là Cb) và số nguyên tử 41. Nó là kim loại chuyển tiếp mềm, màu xám, kết tinh, dẻo, thường được tìm thấy trong các khoáng chất pyrochlore và columbite, do đó có tên cũ là " columbi".Tên của nó xuất phát từ thần thoại Hy Lạp, cụ thể là Niobe, con gái của Tantalus, tên trùng với tantalum.Cái tên này phản ánh sự tương đồng lớn giữa hai nguyên tố về tính chất vật lý và hóa học, khiến chúng khó phân biệt.

Nhà hóa học người Anh Charles Hatchett đã báo cáo một nguyên tố mới tương tự như tantalum vào năm 1801 và đặt tên là columbium.Năm 1809, nhà hóa học người Anh William Hyde Wollaston đã kết luận sai lầm rằng tantalum và columbium giống hệt nhau.Nhà hóa học người Đức Heinrich Rose đã xác định vào năm 1846 rằng quặng tantalum có chứa nguyên tố thứ hai mà ông đặt tên là niobium.Vào năm 1864 và 1865, một loạt các phát hiện khoa học đã làm rõ rằng niobi và columbium là cùng một nguyên tố (được phân biệt với tantalum), và trong suốt một thế kỷ, cả hai tên này đã được sử dụng thay thế cho nhau.Niobium được chính thức sử dụng làm tên của nguyên tố này vào năm 1949, nhưng tên columbium vẫn được sử dụng hiện nay trong ngành luyện kim ở Hoa Kỳ.

Mãi đến đầu thế kỷ 20, niobi mới được sử dụng thương mại lần đầu tiên.Brazil là nhà sản xuất niobi và ferroniobium hàng đầu, một hợp kim chứa 60–70% niobi và sắt.Niobi được sử dụng chủ yếu trong các hợp kim, phần lớn nhất là trong thép đặc biệt như thép dùng trong đường ống dẫn khí đốt.Mặc dù các hợp kim này chứa tối đa 0,1% nhưng một tỷ lệ nhỏ niobi giúp tăng cường độ bền của thép.Độ ổn định nhiệt độ của siêu hợp kim chứa niobi rất quan trọng để sử dụng nó trong động cơ phản lực và tên lửa.

Niobi được sử dụng trong các vật liệu siêu dẫn khác nhau.Những hợp kim siêu dẫn này, cũng chứa titan và thiếc, được sử dụng rộng rãi trong nam châm siêu dẫn của máy quét MRI.Các ứng dụng khác của niobi bao gồm hàn, công nghiệp hạt nhân, điện tử, quang học, số học và đồ trang sức.Trong hai ứng dụng cuối cùng, độ độc thấp và độ ánh kim được tạo ra bởi quá trình anod hóa là những đặc tính rất được mong đợi.Niobi được coi là một nguyên tố quan trọng về mặt công nghệ.

Tính chất vật lý

Niobi là một kim loại thuận từ, màu xám, dẻo, sáng bóng, thuộc nhóm 5 của bảng tuần hoàn (xem bảng), với cấu hình electron ở lớp vỏ ngoài cùng không điển hình cho nhóm 5. (Điều này có thể được quan sát thấy ở vùng lân cận ruthenium (44), rhodium (45) và paladi (46).

Mặc dù nó được cho là có cấu trúc tinh thể lập phương tập trung vào vật thể từ độ không tuyệt đối đến điểm nóng chảy của nó, các phép đo độ giãn nở nhiệt có độ phân giải cao dọc theo ba trục tinh thể cho thấy tính dị hướng không phù hợp với cấu trúc lập phương.[28]Vì vậy, dự kiến ​​sẽ có thêm nghiên cứu và khám phá trong lĩnh vực này.

Niobium trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ đông lạnh.Ở áp suất khí quyển, nó có nhiệt độ tới hạn cao nhất trong số các chất siêu dẫn nguyên tố là 9,2 K. Niobium có độ sâu thâm nhập từ tính lớn nhất so với bất kỳ nguyên tố nào.Ngoài ra, nó còn là một trong ba chất siêu dẫn nguyên tố loại II, cùng với vanadi và technetium.Các đặc tính siêu dẫn phụ thuộc rất nhiều vào độ tinh khiết của kim loại niobi.

Khi rất tinh khiết, nó tương đối mềm và dẻo, nhưng các tạp chất làm cho nó cứng hơn.

Kim loại này có tiết diện bắt neutron nhiệt thấp;do đó nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp hạt nhân nơi mong muốn có cấu trúc trong suốt neutron.

Đặc tính hóa học

Kim loại có màu hơi xanh khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài.Mặc dù có điểm nóng chảy cao ở dạng nguyên tố (2.468 °C), nó có mật độ thấp hơn các kim loại chịu lửa khác.Hơn nữa, nó có khả năng chống ăn mòn, thể hiện đặc tính siêu dẫn và tạo thành các lớp oxit điện môi.

Niobium có độ dương điện kém hơn một chút và nhỏ gọn hơn so với tiền thân của nó trong bảng tuần hoàn, zirconium, trong khi nó có kích thước gần như giống hệt với các nguyên tử tantalum nặng hơn, do sự co lại của lanthanide.Kết quả là, tính chất hóa học của niobi rất giống với tính chất hóa học của tantalum, chất xuất hiện ngay dưới niobi trong bảng tuần hoàn.Mặc dù khả năng chống ăn mòn của nó không vượt trội như tantalum, nhưng giá thấp hơn và tính sẵn có cao hơn khiến niobi trở nên hấp dẫn đối với các ứng dụng ít đòi hỏi khắt khe hơn, chẳng hạn như lớp lót thùng chứa trong các nhà máy hóa chất.