AizvērtIzvēlne
Sākums
Atjaunots 2023. gada 17. jūlijā
Viktorija Vitkovska

niobijs

(latīņu niobium, angļu niobium, vācu Niob, franču niobium, krievu ниобий)
ķīmisko elementu periodiskās tabulas elements ar atomskaitli 41 

Saistītie šķirkļi

  • ķīmija
  • ķīmisko elementu periodiskā tabula
Niobijs.

Niobijs.

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Īsa vēsture
  • 3.
    Atrašanās dabā
  • 4.
    Izotopi
  • 5.
    Fizikālās īpašības
  • 6.
    Ķīmiskās īpašības
  • 7.
    Izmantošana
  • Multivide 3
  • Saistītie šķirkļi
  • Tīmekļa vietnes
  • Ieteicamā literatūra
  • Kopīgot
  • Izveidot atsauci
  • Drukāt

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Īsa vēsture
  • 3.
    Atrašanās dabā
  • 4.
    Izotopi
  • 5.
    Fizikālās īpašības
  • 6.
    Ķīmiskās īpašības
  • 7.
    Izmantošana

Niobijs ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu Nb un atrodas 5. perioda 5. grupā. Niobija relatīvā atommasa ir 92,906, un tā atoms sastāv no 41 protona, 52 neitroniem un 41 elektrona (elektronu konfigurācija [Kr]4d45s1).

Niobijs ir rets pelēkbalts, mīksts un elastīgs metāls. 

Īsa vēsture

Mūsdienās vēsturnieki par niobija atklājēju atzīst angļu mineralogu un ķīmiķi Čārlzu Hečetu (Charles Hatchett). Viņš šo elementu atrada “ļoti smagā un melnā akmenī ar zeltainām svītrām”, ko ieraudzīja Britu muzejā (British Museum). Akmeni uz Angliju no Amerikas Savienotajām Valstīm (ASV) bija nosūtījis amerikāņu zinātnieks Džons Vintrops (John Winthrop). Akmens atradās Britu muzejā gandrīz 70 gadus, pirms to sāka pētīt 1801. gadā. Č. Hečets karsēja paraugu ar kālija karbonātu (K2CO3), izšķīdināja produktu ūdenī, pievienoja skābi un ieguva nogulsnes. Turpmākās apstrādes laikā tīru elementu iegūt neizdevās. Tomēr viņš bija pārliecināts, ka ieguva jaunu elementu, un nosauca to par kolumbiju pēc minerāla kolumbīta, kurā tas bieži sastopams. Daži ķīmiķi bija pārliecināti, ka kolumbijs ir identisks tantalam (Ta), kas tika atklāts agrāk. Abiem elementiem ir ļoti līdzīgas īpašības, dabā tie ir sastopami kopā, un tos ir grūti sadalīt. 1844. gadā vācu ķīmiķis Heinrihs Roze (Heinrich Rose) pierādīja, ka tantals un kolumbijs patiešām ir dažādi elementi. H. Roze jauno elementu ieteica saukt par niobiju. Nosaukums cēlies no grieķu mitoloģijas. Niobe ir dieva Tantala meita; no Tantala ir cēlies tantala nosaukums. Zinātnieki gandrīz gadsimtu diskutēja par to, kuru elementa nosaukumu lietot. 1949. gadā niobija nosaukums tika pieņemts oficiāli. Tomēr daudzi metalurgi joprojām izmanto elementa nosaukumu “kolumbijs”. Vēlāk tīra metāla paraugu 1864. gadā ražoja zviedru mineralogs un ķīmiķis Kristians Vilhelms Blūmstrands (Christian Wilhelm Blomstrand), kurš reducēja niobija hlorīdu, karsējot to ar ūdeņraža gāzi.

Atrašanās dabā

Niobijs nav sastopams dabā kā tīrs elements; tas galvenokārt ir atrodams divos minerālos – kolumbītā (FeNb2O6) un pirohlorā ((Na,Ca)2Nb2O6(OH,F)). Šajos minerālos niobijs vienmēr ir sastopams kopā ar tantalu. No šiem minerāliem galvenais komerciālais avots ir kolumbīta-tantalīta minerāli, kuros kolumbīts un tantalīts (FeTa2O6) ir sastopami kopā ļoti mainīgās attiecībās. Abu elementu sadalīšana vienmēr ir grūtākais posms niobija iegūšanā. Kolumbīts un pirohlors tiek importēti galvenokārt no Brazīlijas un Kanādas. Zinātnieki uzskata, ka niobija daudzums Zemes garozā ir aptuveni 20 daļas uz miljonu. Tas padara to tikpat izplatītu kā slāpeklis un litijs. Zemes garozā niobija ir aptuveni 10 reizes vairāk nekā tantala. 

Izotopi

Dabā niobijs ir sastopams tikai viena stabilā izotopa formā – niobijā-93. Pastāv vairāk nekā 20 niobija radioizotopi, no kuriem stabilākais ir niobijs-93 ar pussabrukšanas periodu 34,7 miljoni gadu. Nākamie stabilākie niobija radioizotopi ir niobijs-94 ar pussabrukšanas periodu 20,3 tūkstoši gadu un niobijs-91 ar pussabrukšanas periodu 680 gadi. Pārējo radioizotopu pussabrukšanas periodi ir īsāki par vienu mēnesi. Nevienam no niobija radioaktīvajiem izotopiem nav praktiskā pielietojuma.

Fizikālās īpašības

Niobijs ir gaiši pelēks, mīksts un elastīgs metāls. Niobijs ir supravadītājs (spēj vadīt elektrību bez pretestības). Niobijam ir lieliska izturība pret koroziju. Niobija viršanas temperatūra ir 4744 ºC, tā kušanas temperatūra ir 2477 ºC. Niobija blīvums ir 8,57 g/cm3 (dati no “CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 86. izdevuma” (CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th Edition) Deivida Lida (David R. Lide) redakcijā). Niobija atoma kovalentais rādiuss ir 156 pm, savukārt tā elektronegativitātes vērtība ir 1,6.

Ķīmiskais elements – 99,95 % niobijs uz balta fona.

Ķīmiskais elements – 99,95 % niobijs uz balta fona.

Fotogrāfs Bjoern Wylezich. Avots: Shutterstock.com. 

No niobija izgatavots vads spīd, kad caur to tiek vadīta elektrība. 2020. gads.

No niobija izgatavots vads spīd, kad caur to tiek vadīta elektrība. 2020. gads.

Fotogrāfs LuYago. Avots: Shutterstock.com.

Ķīmiskās īpašības

Lai gan niobijam ir ievērojama izturība pret koroziju, tas oksidējas virs aptuveni 400 °C augstas temperatūras. Niobiju vislabāk var izšķīdināt slāpekļskābes (HNO3) un fluorūdeņražskābes (HF) maisījumā. Niobija metāls ir izturīgs pret visbiežāk sastopamo ķīmisko vielu iedarbību. Tas nereaģē ar skābekli vai lielāko daļu citu aktīvo elementu, izņemot augstās temperatūrās. Tas nereaģē ar lielāko daļu stipro skābju, ja vien tās nav karstas un koncentrētas. Niobija savienojumiem ir salīdzinoši neliela nozīme. Dabā sastopamajiem savienojumiem ir oksidēšanās pakāpe +5, bet ir zināmi savienojumi ar zemākām oksidēšanās pakāpēm (no +2 līdz +4).

Izmantošana

Niobiju galvenokārt izmanto sakausējumu ražošanai. Niobija pievienošana tēraudam ievērojami palielina tā izturību. Viens no šāda tērauda izmantošanas veidiem ir kodolreaktoru būvniecībā, jo tas saglabā izturību ļoti augstās temperatūrās. Niobiju saturošus sakausējumus izmanto reaktīvos dzinējos un raķetēs, ēku un naftas ieguves platformu sijās, kā arī naftas un gāzes cauruļvados. Niobija tēraudu izmanto lidmašīnu un kosmosa transportlīdzekļu būvniecībā. Vēl viens populārs niobija sakausējumu pielietojums ir rotaslietu izgatavošana. Šie sakausējumi ir viegli un hipoalerģiski. Niobija sakausējumus izmanto arī supravadošu magnētu konstruēšanā. Visjaudīgākie magnēti pasaulē ir tie, kas izgatavoti no supravadošiem materiāliem. Tos izmanto supravadošos magnētos daļiņu paātrinātājiem, MRI (magnētiskās rezonanses attēlveidošana) skeneriem un KMR (kodolu magnētiskā rezonanse) iekārtām. Lai palielinātu laušanas koeficientu, stiklam tiek pievienoti niobija oksīda savienojumi, kas ļauj izgatavot koriģējošās brilles ar plānākām lēcām.

Multivide

Niobijs.

Niobijs.

Ķīmiskais elements – 99,95 % niobijs uz balta fona.

Ķīmiskais elements – 99,95 % niobijs uz balta fona.

Fotogrāfs Bjoern Wylezich. Avots: Shutterstock.com. 

No niobija izgatavots vads spīd, kad caur to tiek vadīta elektrība. 2020. gads.

No niobija izgatavots vads spīd, kad caur to tiek vadīta elektrība. 2020. gads.

Fotogrāfs LuYago. Avots: Shutterstock.com.

Niobijs.

Izmantošanas tiesības

Saistītie šķirkļi

  • ķīmija
  • ķīmisko elementu periodiskā tabula

Autora ieteiktie papildu resursi

Tīmekļa vietnes

  • 'Fakti par niobiju' (Facts About Niobium), Live Science tīmekļa vietne, 02.08.2018.
  • 'Niobijs' (Niobium), Karaliskās Ķīmijas biedrības (Royal Society of Chemistry) tīmekļa vietne

Ieteicamā literatūra

  • Segers, M. and Peeters, T. (eds.), Niobium: Chemical Properties, Applications and Environmental Effects, Nova Science Publishers, Inc., 2013.
  • Wong, T.M., Niobium: Properties, Production and Applications (Chemical Engineering Methods and Technology), Nova Science Publishers, Inc., 2013.

Viktorija Vitkovska "Niobijs". Nacionālā enciklopēdija. (skatīts 25.09.2023)

Kopīgot


Kopīgot sociālajos tīklos


URL

Šobrīd enciklopēdijā ir 4033 šķirkļi,
un darbs turpinās.
  • Par enciklopēdiju
  • Padome
  • Nozaru redakcijas kolēģija
  • Ilustrāciju redakcijas kolēģija
  • Redakcija
  • Sadarbības partneri
  • Atbalstītāji
  • Sazināties ar redakciju

© Latvijas Nacionālā bibliotēka, 2023. © Tilde, izstrāde, 2023. © Orians Anvari, dizains, 2023. Autortiesības, datu aizsardzība un izmantošana