Objav: Charles Hatchett (1801)
Izolácia: Christian Wilhelm Blomstrand (1864)
T. topenia
2477 °C
T. varu
4744 °C
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
92.9064 u
Atómový polomer
145 pm
Hustota
8570 kg/m³
Elektronegativita
1.60
Ionizačná energia
652.1 kJ/mol
Elektrónová afinita
88.516 kJ/mol
Elektrónová konfigurácia
Výskyt v prírode
Zlúčeniny a minerály
Základná charakteristika
- Ako oxid ho objavil Charles Hatchett v roku 1801 (pod názvom kolumbium), kovovú formu izoloval Christian Wilhelm Blomstrand v roku 1864.
- Je to lesklý, kujný kov sivobielej farby, vzhľadom podobný oceli alebo platine.
- Patrí medzi prechodné prvky (5. skupina).
- Má veľmi vysokú teplotu topenia (približne 2477 °C) a je odolný voči korózii vďaka stabilnej pasivačnej vrstve oxidu Nb₂O₅.
- Odoláva väčšine kyselín (okrem HF) a zásadám pri bežnej teplote; reaguje len s veľmi agresívnymi činidlami.
- Pri vyšších teplotách reaguje s kyslíkom, halogénmi, dusíkom, uhlíkom a inými nekovmi.
- Chemicky je veľmi podobný tantalu, s ktorým sa často vyskytuje v prírode a ťažko sa oddeľuje.
- V prírode sa vyskytuje len vo forme zlúčenín, hlavným minerálom je kolumbit-tantalit ((Fe,Mn)(Nb,Ta)₂O₆).
- V zlúčeninách má dominantný oxidačný stav +V (niobičný), tvorí však aj zlúčeniny v nižších oxidačných stavoch.
- Je supravodivý pri nízkych teplotách (kritická teplota 9,2 K), čo je jeho dôležitá vlastnosť.
- Hlavne sa využíva v špeciálnych oceliach (HSLA), kde malé prídavky nióbu výrazne zvyšujú ich pevnosť a húževnatosť.
- Používa sa v supravodivých magnetoch (napr. zliatiny Nb-Ti, Nb₃Sn) pre MRI, urýchľovače častíc a v jadrovej fúzii.
- Využíva sa aj v leteckom a kozmickom priemysle (raketové motory), elektronike (kondenzátory) a pri výrobe šperkov.
Niób bol pôvodne pomenovaný kolumbium (Cb) a dodnes sa tento názov niekedy používa v metalurgii v USA. Názov niób, podľa Niobe (dcéry Tantala v gréckej mytológii), zdôrazňuje jeho chemickú podobnosť s tantalom.
Získavanie nióbu link
Niób sa získava z rúd (kolumbit, pyrochlór) po náročnej separácii od tantalu. Separácia sa uskutočňuje solventnou extrakciou fluoridových komplexov z roztokov HF/H₂SO₄ pomocou organických rozpúšťadiel (napr. MIBK), kde sa využíva rozdielna rozpustnosť komplexov Nb a Ta v organickej a vodnej fáze. Kovový niób sa vyrába najčastejšie aluminotermickou redukciou Nb₂O₅ (pre feroniób) alebo karbotermickou redukciou či elektrolýzou.
Využitie nióbu link
Najdôležitejšie využitie je vo výrobe supravodivých materiálov (čistý Nb, zliatiny Nb-Ti, Nb₃Sn) pre magnety v MRI, NMR a časticových urýchľovačoch. Používa sa ako prísada do vysokopevných nízkolegovaných ocelí (HSLA) a superzliatin pre letecké motory. Využíva sa aj v jadrovej energetike, pri zváraní a výrobe šperkov.
Oxid niobičný link
Oxid niobičný (Nb₂O₅) je biely, chemicky inertný, žiaruvzdorný prášok. Vyskytuje sa vo viacerých polymorfných modifikáciách. Používa sa na výrobu špeciálnych skiel s vysokým indexom lomu (šošovky) a v keramike.
Halogenidy nióbu link
Najbežnejší je chlorid niobičný (NbCl₅), žltá tuhá látka (resp. kvapalina, t.t. 205 °C), ktorá vzniká priamou reakciou kovu s chlórom:
\( \ce{2Nb(s) + 5Cl2(g) ->[\text{t}] 2NbCl5(s/l)} \)
Je východiskovou látkou pre syntézu iných zlúčenín nióbu.
Karbid nióbu link
Karbid nióbu (NbC) je veľmi tvrdý, žiaruvzdorný materiál, používaný v spekaných karbidoch pre rezné nástroje.
