Kemija

Niobio (NB) struktura, lastnosti, uporabe, pridobivanje

Niobio (NB) struktura, lastnosti, uporabe, pridobivanje

On niobium Gre za kemični element, ki spada v skupino V tabele Oeriódica. Pripada kovine druge prehodne serije. Njen kemični simbol je nb. Večina njegovih značilnosti in vedenja ustrezajo kovinskim, vendar so nekatere njene kemijske lastnosti v oksidaciji +5 zelo podobne lastnosti, ki niso v kovini.

Ko so ga odkrili leta 1801, je bilo dodeljeno ime Columbio v čast Christopherja Columbusa, saj je bil del vzorca minerala, ki so ga iz Amerike pripeljali v Anglijo.

Lokacija niobio v periodični tabeli kemijskih elementov. Avtor: Ahoerstemeier. Vektorizacija: Sushant Savla. Vir: Wikimedia Commons.

Nekaj ​​časa sta se Columbio (CB) in Tantalium (TA) štela za isti element, dokler po številnih težavah niso bile ugotovljene razlike med obema.

Columbio je bil takrat zaradi svoje podobnosti s Tantalio, imenovanim Niobio, izraz, ki izhaja iz Niobe, hčerke Tantalusa, ki je lik grške mitologije, obsojene na večno frustracijo in sina Boga Jupitra. V metalurški industriji ZDA se Niobio še vedno imenuje Columbio.

Atomsko število, simbol in atomska teža niobija. Vir: ME/CC by-S (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/2.5). Vir: Wikimedia Commons.

To je ognjevzdržna kovina, zato se upira zelo visokim temperaturam, ne da bi se talila ali razpadla. Kadar se lahko vlijemo v kateri koli delež z železom.

Zato se uporablja pri proizvodnji jekla za različne aplikacije, vključno z letalstvom in vesoljsko industrijo. Uporablja se tudi v kostnih vsadkih zaradi svoje biokompatibilnosti z živimi tkivi.

[TOC]

Elektronska struktura in konfiguracija

Elektronska konfiguracija tega elementa je:

1s2 2s2 2str6 3s2 3str6 3d10 4s2 4str6 4d4 5s1,

ali tudi:

[KR] 4d4 5s1,

Ta konfiguracija pojasnjuje, da je njegov najmočnejši status oksidacije +5, ker ko izgubi 5 elektronov svojih najbolj oddaljenih plasti (4d4 5s1) pridobiti stabilno konfiguracijo plemenitega plina Kripton (KR). Vendar ima tudi druge valence.

Kristalna struktura niobija je osredotočena na kubično, kar pomeni, da se nahaja 8 atomov, ki tvorijo kocko in v središču tega je tudi atom.

Lahko vam služi: ciklopentano (C5H10): struktura, lastnosti in uporabeNiobio kristali. Lahko vidite svojo kubično obliko. Alkemist-HP (pogovor) (www.PSE-Mendelejew.od) [fal ali gfdl 1.2 (http: // www.GNU.Org/licence/stare licence/fdl-1.2.html)]. Vir: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

  • Niobio, NB kemični simbol
  • Columbio, CB kemični simbol

Lastnosti

Atomska številka

41

Fizično stanje

Kovinsko trdno s srebrno svetlostjo.

Niobio Cylinder. W. Oelen/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

Atomska teža

92.9

Tališče

2477 ° C

Vrelišče

4741 ° C

Gostota

8,57 g/cm3

Topnost

Ko je v tekočem stanju, torej staljeno. V vodi je netopna.

Kemične lastnosti

Ima visoko korozijsko odpornost in veliko kemikalij. Zaradi tega je zelo odporen na kisline, vendar ga napade fluorhorhorhorhorhor kislina (HF) in močno reagira z mešanico tega z dušikovo kislino (HNO3).

Počasi se raztopi v natrijevem hidroksidu (NaOH) ali staljenem kalijevem hidroksidu, vendar je odporen na raztopine amoniaka (NH3).

Oksidacijsko stanje +5 je tisto, ki ustvarja najbolj stabilne spojine tega elementa, kot so fluorid, tartarat, oksalat in peroksid. Vendar ima tudi spojine z drugimi valenci.

Mehanske lastnosti

Odvisno od njegove čistosti je lahko zelo noktilna, torej je lahko podvržena deformaciji z lahkoto, kar omogoča celo pridobivanje žic. Vendar s povečanjem raztezka materiala postane težji in bolj odporen, izgublja duktilnost, vendar ne da bi bil krhki.

Niobio žica. 盧樂 lu le/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

Gre za zelo toplotno odporen material, ki podpira zelo visoke temperature brez taljenja ali razpada, ohranja njene mehanske lastnosti, zato pripada razredu ognjevzdržnih kovin.

Druge lastnosti

Ima lastnosti superprevodnikov, kar pomeni, da ko se ohladi pod določeno temperaturo, ne nudi odpornosti na prehod električnega toka, kar postane popoln električni prevodnik.

Pridobivanje

Najpomembnejši viri tega elementa so Columbita Minerals, imenovani tudi Niobita ali Ferrocolumbita, in Pyrochloro. Columbita vsebuje tudi Tantalio (TA), zato morate NB ločiti od omenjene kovine.

Lahko vam služi: perklorna kislina: formula, značilnosti in uporabe

Ena od metod ekstrakcije temelji na razliki v vreliščih med kloridom NB in ​​TA. Mineral se začne s klorovim plinom (CL2), tako da nastanejo kovinski kloridi.

Nato se izvede destilacija; Tantalio klorid (tacl5) ima vrelišče 236 ° C, medtem ko NBCL5 zavre pri 248 ° C. Torej, ko se zmes segreje pred kloridom Tantalio in nato Niobio.

NB se med ekstrakcijo kositra nastaja tudi kot sekundarni izdelek.

Prijave

V metalurški industriji

Zelo je uporaben pri izdelavi jekla, v katerem pri visokih temperaturah kombiniramo z ogljikom in dušikom, da tvori zelo tanke delce niobium karbida (NBC) in Niobium nitruro (NBN).

Zato njegova prisotnost v tem materialu pomaga nadzirati velikost zrna in izboljšati korozijsko odpornost.

Povečuje tudi mehansko odpornost zlitin, zlasti pri nizkih temperaturah, zato je uporaben v letalski industriji, kjer se uporablja v raketah in jet motorjih. Kot dodatna prednost v tej aplikaciji je med ognjevzdržnimi kovinami tista z najnižjo gostoto.

Niobio zlitine se uporabljajo v proizvodnji rakete. Avtor: Wikiimages. Vir: Pixabay.

Njegove zlitine se uporabljajo v tramovih za gradbene konstrukcije in platforme za pridobivanje nafte ter v plinovodih in cevovodih. Nekatere zlitine Niobium s kromovim jeklom in molibdenom se uporabljajo v aplikacijah za visoke temperature kot vreli.

Ima tudi jekleno uporabo za obrabo -odprta orodja in odrgnjenje. In zaradi visoke duktilnosti ga je mogoče uporabiti pri oblikovanju procesov, med katerimi je mogoče omeniti stiskanje, upogibanje in tiskanje.

Niobium listi. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

V elektromagneti

Zaradi svojih lastnosti superkondukcije se uporablja za izdelavo magnetov superprevodnikov, ki se uporabljajo v pospeševalcih delcev, ki jih raziskovalci uporabljajo v fiziki subatomske delce.

Vam lahko služi: ogljikSlika notranjosti osebe, pridobljene z magnetno resonanco. Niobio omogoča izdelavo magnetov ali magnetov s pomočjo, ki se izvaja ta vrsta zdravniških pregledov. Avtor: Ranveig. Vir: Wikimedia Commons.

Ti magneti se uporabljajo tudi v opremi jedrske magnetne resonance za analizo kemičnih sestavljenih struktur in v magnetni resonančni skenerji slike, ki služijo za pridobivanje notranjih slik človeškega telesa z namenom medicinske diagnoze.

V očalih za objektiv

Niobijevi oksidi se dodajo steklenim pripravkom za korektivne leče, da povečajo svoj indeks loma in omogočijo izdelavo tanjšega stekla.

Druge aplikacije

Skozi proces anodizacije se na to kovino uporablja gosta plast oksida z določenimi snov.

Anodizirani niobio. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

Z niobio obstajajo posodi za izhlapevanje, odporne na korozijo, ki so koristne pri tehnologiji prevleke. Izdelani so tudi posebni krosoli.

Uporablja se tudi v materialih, ki služijo za kostne vsadke, saj je zelo biokompatibilen s tkivi človeškega organizma.

Reference

  1. Royal Society of Chemistry. (2020). Tabela obdobja. Niobium. RSC je bil obnovljen.org.
  2. Bombaž, f. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
  3. Gasik, m.Yo. (2013). Tehnologija Niobium Ferroals. Lastnosti niobija. V priročniku Ferroals. Okrevano od Scientirect.com.
  4. Marczenko, Z. in Balkcak, m. (2000). Ločitev, predkoncentracija in spektrofotometrija v anorganski analizi. Niobium. V knjižnici analitične spektroskopije. Okrevano od Scientirect.com.
  5. AgulyAnsky, a. (2004). Uvod. Postopek rafiniranja. V kemiji spojin Tantalum in Niobium fluorida. Okrevano od Scientirect.com.
  6. Planisee SE. (2020). Niobium. Okreval od Plaseeja.com.
  7. Lyon, s.B. (2010). Korozija in razgradnja inženirskih materialov. Zgodovinske informacije. V Sheirjevi koroziji. Okrevano od Scientirect.com.