Kimia

Struktur, sifat, penggunaan, penggunaan,

Struktur, sifat, penggunaan, penggunaan,

Dia niobium Ia adalah elemen kimia yang dimiliki oleh kumpulan V dari jadual Oeriódica. Ia tergolong dalam logam siri peralihan kedua. Simbol kimianya adalah nb. Sebilangan besar ciri -ciri dan tingkah lakunya sesuai dengan logam, bagaimanapun, beberapa sifat kimianya dalam pengoksidaan +5 sangat mirip dengan yang bukan metal.

Apabila ditemui pada tahun 1801, nama Columbio ditugaskan, sebagai penghormatan kepada Christopher Columbus, kerana dia adalah sebahagian daripada sampel mineral yang dibawa dari Amerika ke England.

Lokasi Niobio dalam jadual berkala unsur -unsur kimia. Pengarang: Ahoerstemeier. Vektorisasi: Sushant Savla. Sumber: Wikimedia Commons.

Untuk beberapa waktu Columbio (CB) dan tantalium (TA) dianggap sebagai elemen yang sama, sehingga selepas banyak kesulitan perbezaan antara kedua -duanya telah dikenal pasti.

Columbio pada masa itu, kerana persamaannya dengan Tantalio, yang dipanggil Niobio, istilah yang berasal dari Niobe, anak perempuan Tantalus, yang merupakan watak mitologi Yunani yang dikutuk untuk kekecewaan abadi dan anak lelaki Jupiter Tuhan. Di industri metalurgi Amerika Syarikat, Niobio masih dipanggil Columbio.

Nombor atom, simbol dan berat atom niobium. Sumber: ME/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/2.5). Sumber: Wikimedia Commons.

Ia adalah logam refraktori, jadi ia menentang suhu yang sangat tinggi tanpa lebur atau decomposing. Apabila Cast boleh dicampur dengan apa -apa perkadaran dengan besi.

Oleh itu, ia digunakan dalam pengeluaran keluli untuk pelbagai aplikasi, termasuk industri penerbangan dan aeroangkasa. Ia juga digunakan dalam implan tulang kerana biokompatibiliti dengan tisu hidup.

[TOC]

Struktur dan konfigurasi elektronik

Konfigurasi elektronik elemen ini ialah:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d4 5s1,

atau juga:

[KR] 4d4 5s1,

Konfigurasi ini menerangkan bahawa status pengoksidaan terkuatnya adalah +5, kerana apabila ia kehilangan 5 elektron lapisan paling luarnya (4d4 5s1) Memperoleh konfigurasi stabil Kripton gas mulia (KR). Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai nilai lain.

Struktur kristal niobium adalah padu berpusat, yang bermaksud bahawa 8 atom terletak membentuk kiub dan di tengah -tengah ini terdapat juga atom.

Ia boleh melayani anda: Cyclopentano (C5H10): Struktur, sifat dan kegunaanNiobio Crystals. Anda dapat melihat bentuk kubik anda. Alchemist-hp (bercakap) (www.PSE-Mendelejew.daripada) [fal atau gfdl 1.2 (http: // www.gnu.Org/lesen/lesen lama/fdl-1.2.html)]. Sumber: Wikimedia Commons.

Nomenclature

  • Niobio, simbol kimia NB
  • Columbio, simbol kimia CB

Sifat

Nombor atom

41

Keadaan fizikal

Pepejal logam dengan kecerahan perak.

Niobio Silinder. W. OELEN/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Berat atom

92.9

Takat lebur

2477 ºC

Takat didih

4741 ºC

Ketumpatan

8.57 g/cm3

Kelarutan

Apabila dalam keadaan cair, ia. Tidak larut dalam air.

Sifat kimia

Ia mempunyai rintangan kakisan yang tinggi dan banyak bahan kimia. Atas sebab ini ia sangat tahan terhadap asid, bagaimanapun, ia diserang oleh asid fluorhorhoric (HF) dan bertindak balas dengan kuat dengan campuran ini dengan asid nitrik (HNO3).

Ia larut perlahan dalam natrium hidroksida (NaOH) atau kalium cair hidroksida, tetapi tahan terhadap penyelesaian ammonia (NH3).

Keadaan pengoksidaan +5 adalah yang menghasilkan sebatian yang paling stabil dalam elemen ini, seperti fluorida, tartrate, oxalate dan peroksida. Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai sebatian dengan nilai lain.

Sifat mekanikal

Bergantung pada kesuciannya, ia boleh menjadi sangat mulur, iaitu, ia boleh tertakluk kepada ubah bentuk dengan mudah yang membolehkan walaupun memperoleh wayar. Walau bagaimanapun, dengan meningkatkan pemanjangan bahan, menjadi lebih keras dan lebih tahan, kehilangan kemuluran, tetapi tanpa rapuh.

Niobio Wire. 盧樂 lu le/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Ia adalah bahan tahan panas, menyokong suhu yang sangat tinggi tanpa mencairkan atau mereput, mengekalkan sifat mekanikalnya, jadi ia tergolong dalam kelas logam refraktori.

Sifat lain

Ia mempunyai sifat superkonduktor, yang bermaksud bahawa apabila disejukkan di bawah suhu tertentu tidak menawarkan ketahanan terhadap laluan arus elektrik, menjadi konduktor elektrik yang sempurna.

Memperoleh

Sumber yang paling penting dalam elemen ini ialah mineral Columbita, juga dikenali sebagai Niobita atau Ferrocolumbita, dan Pyrochloro. Columbita juga mengandungi Tantalio (TA), jadi anda perlu memisahkan NB dari logam tersebut.

Ia boleh melayani anda: asid perchloric: formula, ciri dan kegunaan

Salah satu kaedah pengekstrakan adalah berdasarkan perbezaan titik mendidih antara nb klorida dan TA. Mineral dimulakan dengan gas klorin (CL2), supaya klorida logam terbentuk.

Kemudian penyulingan dilakukan; Tantalio Chloride (TACL5) mempunyai titik mendidih 236 ° C, manakala NBCL5 Rebus pada 248 ° C. Oleh itu apabila campuran dipanaskan sebelum tantalio klorida dan kemudian niobio.

NB juga dijana sebagai produk sekunder semasa pengekstrakan timah.

Aplikasi

Dalam industri metalurgi

Ia sangat berguna dalam pembuatan keluli, di mana pada suhu tinggi ia digabungkan dengan karbon dan nitrogen untuk membentuk zarah yang sangat nipis niobium karbida (NBC) dan niobium nitruro (NBN).

Oleh itu, kehadirannya dalam bahan ini membantu mengawal saiz bijian dan meningkatkan rintangan kakisan.

Ia juga meningkatkan rintangan mekanikal aloi, terutamanya pada suhu rendah, jadi ia berguna dalam industri penerbangan, di mana ia digunakan dalam roket dan enjin jet. Sebagai kelebihan tambahan dalam aplikasi ini, antara logam refraktori adalah yang mempunyai ketumpatan terendah.

Aloi Niobio digunakan dalam pembuatan roket. Pengarang: Wikiimages. Sumber: Pixabay.

Aloinya digunakan dalam rasuk untuk struktur bangunan dan platform pengekstrakan minyak, dan dalam saluran paip gas dan saluran paip. Beberapa aloi niobium dengan keluli kromium dan molibdenum digunakan dalam aplikasi untuk suhu tinggi sebagai bisul.

Ia juga mempunyai penggunaan keluli untuk alat dan lelasan haus haus. Dan disebabkan kemuluran yang tinggi ia boleh digunakan dalam proses pembentukan, di antaranya tekanan, fleksi dan percetakan dapat disebutkan.

Lembaran Niobium. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam elektromagnet

Oleh kerana sifat superconductionnya, ia digunakan untuk mengeluarkan magnet superkonduktor yang digunakan dalam pemecut zarah, yang digunakan oleh penyelidik dalam fizik zarah subatomik.

Boleh melayani anda: KarbonImej bahagian dalam seseorang yang diperolehi oleh resonans magnetik. Niobio membolehkan pembuatan magnetos atau magnet dengan bantuan yang dilakukan oleh peperiksaan perubatan jenis ini. Pengarang: Ranveig. Sumber: Wikimedia Commons.

Magnet ini juga digunakan dalam peralatan resonans magnetik nuklear untuk analisis struktur kompaun kimia dan pengimbas imej resonans magnetik, yang berfungsi untuk mendapatkan imej badan manusia dalaman dengan tujuan diagnosis perubatan.

Dalam gelas untuk lensa

Niobium oksida ditambah kepada persiapan kaca untuk kanta pembetulan untuk meningkatkan indeks pembiasan mereka dan membolehkan penjelasan kaca nipis.

Aplikasi lain

Melalui proses anodisasi, lapisan oksida padat dengan bahan -bahan tertentu digunakan untuk logam ini, yang membolehkan warna -warna yang menarik untuk bersinar dan dengan cara ini wayar hiasan dihasilkan dan juga dimasukkan pada duit syiling.

Anodized niobio. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Dengan Niobio terdapat bekas untuk penyejatan tahan kakisan yang berguna dalam teknologi salutan. Crosol khas juga dihasilkan.

Ia juga digunakan dalam bahan -bahan yang berfungsi untuk implan tulang, kerana ia sangat biokompatibel dengan tisu organisma manusia.

Rujukan

  1. Persatuan Kimia Diraja. (2020). Jadual Tempoh. Niobium. RSC pulih.org.
  2. Kapas, f. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia bukan organik maju. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
  3. Gasik, m.Yo. (2013). Teknologi Niobium Ferroallys. Sifat niobium. Dalam Buku Panduan Ferroally. Pulih dari Scientedirect.com.
  4. Marczenko, Z. dan Balkcak, m. (2000). Pemisahan, preconcentration dan spektrofotometri dalam analisis bukan organik. Niobium. Dalam perpustakaan spektroskopi analisis. Pulih dari Scientedirect.com.
  5. Agulyansky, a. (2004). Pengenalan. Proses penapisan. Dalam Kimia Tantalum dan Niobium Fluoride Sebatian. Pulih dari Scientedirect.com.
  6. PLANSEE SE. (2020). Niobium. Pulih dari plasee.com.
  7. Lyon, s.B. (2010). Kakisan dan kemerosotan bahan kejuruteraan. Maklumat sejarah. Dalam kakisan Sheir. Pulih dari Scientedirect.com.