Ніобій (Nb) – це хімічний елемент з атомним номером 41. Він належить до групи перехідних металів та має сріблясто-сірий відтінок. Ніобій є досить рідкісним елементом у земній корі, проте його можна знайти у різних мінералах, таких як колумбіт, танталіт та піропе.
Ніобій має велику міцність та стійкість до корозії, тому його широко використовують в промисловості, зокрема в виробництві сплавів, які використовують для виготовлення авіаційних двигунів та ракетних двигунів. Також ніобій застосовується у виробництві сталей, які використовують для виготовлення трубопроводів та інших конструкцій, які потребують високої міцності та стійкості до корозії.
Ніобій також має важливе застосування в електроніці, зокрема в суперпровідниках, де він забезпечує високу електричну провідність. Крім того, ніобій використовується у виробництві медичного обладнання, наприклад, як матеріал для виготовлення імплантів, тому що він не викликає алергічних реакцій та має високу стійкість до корозії.
Фізичні властивості ніобію
Ніобій (Nb) має наступні фізичні властивості:
- Атомна маса: 92,91 г/моль
- Атомний номер: 41
- Кристалічна структура: кубічна об’ємно-центрована (body-centered cubic, BCC)
- Густина: 8,57 г/см³
- Температура плавлення: 2477 °C
- Температура кипіння: 4744 °C
- Теплоємність: 24,6 Дж/(моль·К)
- Електронегативність: 1,6 (шкала Полінга)
- Окисні стани: -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 (зазвичай виступає у станах +3 та +5)
Ніобій має високу міцність, твердість та стійкість до корозії. Він також є досить добрим провідником електричного струму та має високу температурну стійкість.
Хімічні властивості ніобію
Має наступні хімічні властивості:
- Ніобій має високу стійкість до корозії, тому він не реагує з повітрям, водою або кислотами при звичайних умовах.
- Він реагує з хлором, фтором, бромом та йодом, утворюючи хлорид, фторид, бромид та йодид ніобію відповідно.
- Може утворювати сполуки з різними елементами, такими як кисень, сірка, фосфор, карбон та інші.
- Ніобій також може утворювати сполуки з іншими металами, такими як залізо, нікель, мідь, алюміній та інші. Ці сполуки мають важливі застосування у виробництві сплавів.
- Є стійким до радіації, тому він застосовується у виробництві компонентів ядерних реакторів та інших дослідницьких установок.
Ізотопи ніобію
Ніобій має 41 ізотоп, з яких 1 є стабільним, а інші 40 є радіоактивними. Стабільний ізотоп цього елементу – це ^93Nb.
Найбільш стійкі радіоізотопи ніобію:
- 92Nb з періодом напіврозпаду 3,47 мільйона років
- 94Nb з періодом напіврозпаду 20 000 років
- 95Nb з періодом напіврозпаду 35,0 діб
Також відомі багато інших радіоізотопів ніобію, періоди напіврозпаду яких становлять від кількох мільсекунд до кількох років.
Застосування ніобію
Має багато застосувань у різних промислових галузях, особливо в електроніці, енергетиці, авіації, металургії та медицині. Ось кілька прикладів застосування ніобію:
- Електроніка: використовується для виробництва конденсаторів високої ємності, які використовуються в електронних пристроях, таких як мобільні телефони та комп’ютери.
- Енергетика: використовується для виробництва елементів ядерних реакторів, таких як гідравлічні затискачі та тепловізори.
- Авіація: ніобій використовується для виробництва деталей турбін літаків та космічних ракет.
- Металургія: ніобій додають до сталей та інших сплавів для збільшення міцності та стійкості до корозії.
- Медицина: ніобій використовується для виготовлення імплантів, таких як штучні суглоби та пластина для фіксації кісткових переломів.
- Інші застосування: використовують для виробництва електродів, котрі використовуються в електролізі алюмінію та інших металів, а також для виготовлення сплавів для зміцнення магнітних полів.