|
عمومی |
نام, علامت اختصاری, شماره | Niobium, Nb, 41 |
گروه شیمیایی | فلز انتقالی |
گروه, تناوب, بلوک | 5, 5 , d |
جرم حجمی, سختی | 8570 kg/m3, 6 |
رنگ | خاکستری فلزی
|
خواص اتمی |
وزن اتمی | 92.90638 amu |
شعاع اتمی (calc.) | 145 «198» pm |
شعاع کووالانسی | 137 pm |
شعاع وندروالس | اطلاعات موجود نیست |
ساختار الکترونی | Kr]4d4 5s1] |
e- بازای هر سطح انرژی | 2, 8, 18, 12, 1 |
درجه اکسیداسیون «اکسید) | 5, 3 «اسید ملایم) |
ساختار کریستالی | مکعبی body centered |
خواص فیزیکی |
حالت ماده | جامد __) |
نقطه ذوب | 2750 K (4491 °F) |
نقطه جوش | 5017 K (8571 °F) |
حجم مولی | 10.83 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول |
گرمای تبخیر | 696.6 kJ/mol |
گرمای هم جوشی | 26.4 kJ/mol |
فشار بخار | 0.0755 Pa at 2741 K |
سرعت صوت | 3480 m/s at 293.15 K |
متفرقه |
الکترونگاتیویته | 1.6 «درجه پائولینگ) |
ظرفیت گرمایی ویژه | 265 J/«kg*K) |
رسانائی الکتریکی | 6.93 106/m اهم |
رسانائی گرمایی | 53.7 W/«m*K) |
1st پتانسیل یونیزاسیون | 652.1 kJ/mol |
2nd پتانسیل یونیزاسیون | 1380 kJ/mol |
3rd پتانسیل یونیزاسیون | 2416 kJ/mol |
4th پتانسیل یونیزاسیون | 3700 kJ/mol |
5th پتانسیل یونیزاسیون | 4877 kJ/mol |
6th پتانسیل یونیزاسیون | 9847 kJ/mol |
7th پتانسیل یونیزاسیون | 12100 kJ/mol |
پایدارترین ایزوتوپها |
|
واحدهایSI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد. |
نوبیوم یا کلومبیوم یک
عنصر شیمیایی در
جدول تناوبی است که نماد آنی Nb و
عدد اتمی آن 41 میباشد. نوبیوم یک فلز خاکستری و نرم بوده که هادی جریان الکتریسیته میباشد که در آلیاژها استفاده میشود. برجسته ترین آلیاژهای آن برای ساختن فلزات استیل مخصوص و لوله ها و اتصالات جوش خورده محکم استفاده میشود. نیوبیوم در معادن Clumbite کشف شد (که امروزه
Niobite نامیده میشود. ) و به نام همین معدن نوبیوم نام گزفت.
خصوصیات قابل توجه
نوبیوم یک
فلز خاکستری و هادی جریان الکتریسیته است که هنگامی که برای مدت زمانی در دمای اطاق در معرض هوا قرار بگیرد به رنگ آبی کمرنگ در می آید. خصوصیات شیمیایی نوبیوم کم و بیش همانند خصوصیات شیمیایی
تانتالیوم میباشد که در
جدول تناوبی در زیر نوبیوم قرار دارد.
حتی در دمای معمولی نیز نوبیوم باید در یک فضای محافظت شده قرار گیرد. این فلز در هوا در 200 درجه سانتیگراد
اکسیده شده و
حالتهای اکسیداسیون آن عبارتند از +2,+3و +5 .
کاربردها
نوبیوم موارد کاربرد زیادی دارد. یکی از مواد مورد استفاده در
فلزات ضد زنگ بوده و به عنوان
آلیاژ فلزات غیر آهنی به کار میرود. این آلیاژها بسیار قوی بوده و معمولا برای ساخت خطوط لوله به کار میروند. استفاده های دیگر این عنصر عبارتند از:
- این فلز مقطع عرضی کمی در برابر نوترونها گرمای داشته و بنابریان در صنایع هسته ای کاربرد دارد.
- این فلز همچنین برای جوشکاری طاقها و میله های ضد زنگ نیز کاربرد دارد.
- به دلیل رنگ آبی آن به عنوان آلیاژ در صنعت طلا و جواهر کاربرد دارد.
- مقداد قابل توجهی از این فلز به صورت خالص در نیک و کبالت و آهن برای ساخت آلیاژهای سنگین که در در اجزای موتورهای جت موشکها و دیگر تجهیزاتی که مقاومت بالا در مقابل گرما باید داشته باشند به کار میرود.مثلاً سیستمهای پیشرفته ساختار فضایی نظیر آنچه که در برنامه نجومی Gemini بکار می رود از این فلز استفاده می کند.
- همچنین نوبیوم به عنوان یک جایگزین برای باطریها و خازنها به کار میرود.
نوبیوم در دماهای پایین و برودتی به عنوان یک
ابر رسانا عمل میکند. در فشار جو بالاترین دمای بحرانی را در عناصر ابر هادی داردk3/9. همچنین یکی از سه عنصر ابر هادی از نوع دوم میباشد. (دو عنصر دیگر عبارتند از وانادیوم و تکنتیوم ) این بدان معناست که این عنصر در زمانی که در معرض مغناطیس قوی قرار بگیرد همچنان ابرهادی باقی میماند. آلیاژهای Niobium-tin و Niobium-titanium برای
کابلهای مغناطیسی ابرهادی که حالت مغناطیسی بالایی را تولید میکنند کاربرد دارند.
تاریخچه
نوبیوم (که در افسانه های یونان از کلمه نیوب که دختر تانتالاس بوده است گرفته شده است) در سال
1801 توسط شخصی به نام
Charles Hatchett کشف شد.
Hatchet دریافت که نوبیوم را در معدن کلومبیت که در در دهه 1750 توسط
John Winthrop که یکی از فرماندهان
Connecticut بود به انگلستان فرستاده شد کشف کرد. در آن زمان سردرگمی زیادی در خصوص تغییرات بسیار شبیه به هم در خصوص نیوبیوم و تانتالیوم وجود داشت که تا سال
1846 که
Heinrich Rose و
Charles Margnac این عنصر را مجددا کشف کردند حل نشده باقی ماند. در سال
1864 شخصی به نام
Christian Blomstrand اولین کسی بود که فلز آن را آماده ساخت. وی این عمل را با کم کردن کلرید نوبیوم با حرارت دادن آن در هوای هیدروژنی انجام داد.
کلومبیوم نامی بود که Harchet به این عنصد داده بود اما انجمن
International Union of Pure and Applied Chemistry به طور رسمی نام نوبیوم را در سالا
1950 بعد از حدودا صد سال مباحثه برای این عنصر برگزید. بسیاری از انجمنهای شیمی و سازمانهای دولی نام رسمی انجمن IUPAC را برای این عنصر بکار بردند در حالی که بسیاری از فلزشناسان و بیشتر تولیدکنندگان اقتصادی
امریکایی هنوز این فلز را با نام اصلی Columbium می نامند.
پیدایش
نوبیوم هرگز به صورت یک عنصر آزاد وجود ندارد و معمولا در Niobite که نیوبیوم معمولا با تانتالیوم همراه است یافت میشود. مقدار قابل توجهی از نیوبیوم با کربنیت ها همراه است و به عنوان عضو اصلی Pyrochloreها وجود داد. برزیل و کانادا بزرگترین تولید کنندگان نیوبیوم هستند و ذخایر دیگر این عنصر در نیجریه جمهوری دمکراتیک کنگو و روسیه میباشد.
ایزوتوپها
نیوبیوم طبیعین تنها یک
ایزوتوپ ترکیبی پایدار دارد. (Nb-93) . پایدارترین ایزوتوپ رادیو اکتیوی آن Nb-92 میباشد که عمر تجزیه آن 34.7 میلیون سال است. Nb -94 (half life: 20300 years) و Nb -91 (half life: 680 years) . همچنین یک ایزوتوپ
حالت متا در 0.031 ولت الکترون وجود دارد که عمر تجزیه آن 16.3 سال میباشد. 23 ایزوتوپ رادیو اکتیوی دیگر نیز شناسایی شده اند که عمر تجزیه پذیری اکثر آنها کمتر از 2 ساعت میباشد. حالت تجزیه اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار Nb-93 تسخیر الکترونی است و حالت اولیه بعد از حذف بتا با حذف نیوترون در حالت اولیه از دو حالت زوال و تجزیه Nb-104 و 109 و 110 اتفاق می افتد.
هشدارها
نوبیوم شامل ترکیباتی است که اکثر مردم با آنها تماسی ندارند ولی آنها بسیار سمی بوده و باید با احتیاط از آنها استفاده شود. غبار فلز نوبیوم برای پوست و چشم خطرناک بوده و قابل اشتعال است. نوبیوم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد.
منبع
پیوندهای خارجی