Obre el menú principal

Niobi

element químic amb nombre atòmic 41

El niobi[1] és un element químic de nombre atòmic 41 situat en el grup 5 de la taula periòdica dels elements. Es simbolitza com Nb.[2]

Niobi
41Nb
zirconiniobimolibdè
V

Nb

Ta
Aspecte
Gris metàl·lic, blavós quan s'oxida

Cristalls de niobi i un cub d'1 cm3


Línies espectrals del niobi
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Niobi, Nb, 41
Categoria d'elements Metalls de transició
Grup, període, bloc 55, d
Pes atòmic estàndard 92,90638
Configuració electrònica [Kr] 4d4 5s1
2, 8, 18, 12, 1
Configuració electrònica de Niobi
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
8,57 g·cm−3
Punt de fusió 2.750 K, 2.477 °C
Punt d'ebullició 5.017 K, 4.744 °C
Entalpia de fusió 30 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 689,9 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 24,60 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 2.942 3.207 3.524 3.910 4.393 5.013
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 5, 4, 3, 2, -1
(òxid àcid fort)
Electronegativitat 1,6 (escala de Pauling)
Energies d'ionització 1a: 652,1 kJ·mol−1
2a: 1.380 kJ·mol−1
3a: 2.416 kJ·mol−1
Radi atòmic 146 pm
Radi covalent 164±6 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Cúbica centrada en la cara
Niobi té una estructura cristal·lina cúbica centrada en la cara
Ordenació magnètica Paramagnètic
Resistivitat elèctrica (0 °C) 152 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 53,7 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica 7,3 µm/(m·K)
Velocitat del so (barra prima) (20 °C) 3.480 m·s−1
Mòdul d'elasticitat 105 GPa
Mòdul de cisallament 38 GPa
Mòdul de compressibilitat 170 GPa
Coeficient de Poisson 0,40
Duresa de Mohs 6,0
Duresa de Vickers 1.320 MPa
Duresa de Brinell 736 MPa
Nombre CAS 7440-03-1
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del niobi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
91Nb sin 6,8×102 a ε - 91Zr
91mNb sin 60,86 d TI 0,104e 91Nb
92Nb sin 10,15 d ε - 92Zr
γ 0,934 -
92Nb sin 3,47×107 a ε - 92Zr
γ 0,561
0,934
-
93Nb 100% 93Nb és estable amb 52 neutrons
93mNb sin 16,13 a TI 0,031e 93Nb
94Nb sin 2,03×104 a β 0,471 94Mo
γ 0,702
0,871
-
95Nb sin 34,991 d β 0,159 95Mo
γ 0,765 -
95mNb sin 3,61 d TI 0,235 95Nb
Niobi metàl·lic

Característiques principalsModifica

És un metall de transició dúctil, gris, tou i poc abundant. Es troba en el mineral niobita i s'utilitza en aliatges.[3] El niobi és un metall dúctil, gris brillant, que passa a presentar una coloració blava quan entra en contacte amb l'aire a temperatura ambient durant un període llarg de temps. Les propietats químiques són molt semblants a les del tàntal, que és del mateix grup. El metall comença a oxidar-se en aire a 200 °C i els seus estats d'oxidació més comuns són +2, +3, +5.

AplicacionsModifica

Com molts d'altres elements de transició, el niobi s'empra principalment aliat en acers, als quals confereix una alta resistència. També s'utilitza en superaliatges resistents al calor per construir escuts de calor, crisols de la indústria química i injectors de reacció i coets, per exemple, l'injector principal del Mòdul de Servei Lunar Apollo, estava fet en un 89 % de niobi. A baixes temperatures el niobi és un superconductor i els cables fets amb aliatges de niobi es solen utilitzar en electroimants superconductors per escàners mèdics i acceleradors de partícules.[2]

HistòriaModifica

El niobi es va descobrir en primer lloc, l'any 1808 per el químic anglès Charles Hatchett en un mineral enviat des d'una mina de Massachusetts. El mineral estava format per òxid de ferro i un òxid d'un element metàl·lic desconegut al que va donar el nom de, columbita al mineral i columbi a l'element, en honor a Columbia, el nom poètic dels recentment formats Estats Units d'Amèrica.[4] Un any més tard, el químic suec Anders Ekeberg va descobrir i nombrar el tàntal que es va pensar que era el mateix que el columbi fins que, al 1844,el químic alemany Heinrich Rose va demostrar que eren elements diferents. Va ser Rose qui li va donar el nom de niobi, en honor a la deessa grega Níobe, filla de Tàntal. La primera mostra pràcticament pura de niobi es va produir en 1864.[2]

Articles relacionatsModifica

ReferènciesModifica

  1. «niobi». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  2. 2,0 2,1 2,2 Challoner, Jack. Los elementos. La nueva guía de los componentes básicos del universo. (en espanyol). Alcobendas: LIBSA, 2018, p. 47,48. ISBN 9788466236669. 
  3. «Niobi». Quim & Mica. UPC. [Consulta: 4 març 2014].
  4. «columbi». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.