Số nguyên tử	41
Số CAS	7440-03-1
Khối lượng nguyên tử	92,91
Điểm nóng chảy	2 468 °C
Điểm sôi	4 900 °C
Thể tích nguyên tử	0,0180 nm3
Mật độ ở 20 °C	8,55g/cm³
Cấu trúc tinh thể	khối lập phương tâm khối
Hằng số mạng	0,3294 [nm]
Sự phong phú trong lớp vỏ Trái Đất	20,0 [g/t]
Tốc độ âm thanh	3480 m/s (tại rt)(thanh mỏng)
Sự giãn nở vì nhiệt	7,3 µm/(m·K) (ở 25 °C)
Độ 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
Độ cứng Brinell	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. Đây là một kim loại chuyển tiếp mềm, màu xám, kết tinh, dễ uốn, thường được tìm thấy trong các khoáng chất pyrochlore và columbite, do đó có tên gọi trước đây là "columbium". Tên của nó bắt nguồn từ thần thoại Hy Lạp, cụ thể là Niobe, con gái của Tantalus, người cùng tên với tantalum. Tên gọi này phản ánh sự giống nhau lớn giữa hai nguyên tố về tính chất vật lý và hóa học của chúng, 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 rằng tantalum và columbium là giống hệt nhau. Nhà hóa học người Đức Heinrich Rose đã xác định vào năm 1846 rằng quặng tantalum chứa một 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 niobium và columbium là cùng một nguyên tố (để phân biệt với tantalum), và trong một thế kỷ, cả hai tên này đều được sử dụng thay thế cho nhau. Niobium được chính thức thông qua làm tên của nguyên tố này vào năm 1949, nhưng tên columbium vẫn được sử dụng hiện tại trong ngành luyện kim ở Hoa Kỳ.

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

Niobi được sử dụng trong nhiều vật liệu siêu dẫn khác nhau. Các 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, tiền tệ học và đồ trang sức. Trong hai ứng dụng cuối cùng, độc tính thấp và hiệu ứng óng ánh do quá trình anot hóa tạo ra là những đặc tính rất được mong muốn. Niobi được coi là một nguyên tố quan trọng đối với công nghệ.

Đặc điểm vật lý

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

Mặc dù người ta cho rằng nó có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối từ độ không tuyệt đối đến điểm nóng chảy, các phép đo độ phân giải cao về sự giãn nở nhiệt dọc theo ba trục tinh thể cho thấy tính dị hướng không phù hợp với cấu trúc lập phương.[28] Do đó, người ta kỳ vọng sẽ có thêm nhiều nghiên cứu và khám phá trong lĩnh vực này.

Niobium trở thành siêu dẫn ở nhiệt độ cực thấp. Ở áp suất khí quyển, nó có nhiệt độ tới hạn cao nhất trong các siêu dẫn nguyên tố ở mức 9,2 K. Niobium có độ sâu thâm nhập từ lớn nhất trong bất kỳ nguyên tố nào. Ngoài ra, nó là một trong ba siêu dẫn nguyên tố Loại II, cùng với vanadi và tecneti. Các tính chất siêu dẫn phụ thuộc mạnh vào độ tinh khiết của kim loại niobium.

Khi rất tinh khiết, nó tương đối mềm và dễ uốn, nhưng tạp chất sẽ làm cho nó cứng hơn.

Kim loại này có tiết diện bắt giữ nơtron nhiệt thấp; do đó, nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp hạt nhân, nơi cần có cấu trúc trong suốt đối với nơtron.

Đặc điểm hóa học

Kim loại này chuyển sang 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), nhưng nó có mật độ thấp hơn các kim loại chịu lửa khác. Hơn nữa, nó có khả năng chống ăn mòn, thể hiện tính chất siêu dẫn và tạo thành lớp oxit điện môi.

Niobium ít điện tích dương hơn một chút và nhỏ gọn hơn so với nguyên tố tiền nhiệm 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. Do đó, các tính chất hóa học của niobium rất giống với các tính chất của tantalum, xuất hiện ngay bên dưới niobium trong bảng tuần hoàn. Mặc dù khả năng chống ăn mòn của nó không nổi bật như khả năng chống ăn mòn của tantalum, nhưng giá thấp hơn và tính khả dụng cao hơn khiến niobium trở nên hấp dẫn đối với các ứng dụng ít đòi hỏi hơn, chẳng hạn như lớp lót thùng chứa trong các nhà máy hóa chất.