protonové číslo 41
relativní atomová hmotnost 92.91
elektronegativita 1.2
elektronová konfigurace [Kr]5s24d3
hustota (g·cm-3) 8.57
teplota tání (°C) 2480.0
teplota varu (°C) 4860.0

Niob (41Nb)

historie

V roce 1801 C. Hatchett analyzoval neznámý minerál a objevil oxid nového prvku, který nazval kolumbium a minerál kolumbit. H. Rose z oxidu izoloval dva prvky tantal a niob.

výskyt

Niob a tantal mají podobné vlastnosti. proto se v přírodě vyskytují pohromadě.
Nejdůležitějším nerostem niobu a tantalu je

  • (Fe, Mn)M2O6 – (M = Nb, Ta) – převažuje-li obsah niobu nad tantalem nazývá se kolumbit, v opačném případě tantalit

průmyslová výroba

Ruda se alkalicky taví nebo vyluhuje kyselinami. K dělení kovů se používá extrakce (např. kyselé roztoky umožňují extrakci niobu do organické fáze). Potom se převedou na oxidy Nb2O5, Ta2O5 a provádí se redukce sodíkem nebo uhlíkem.
Může se připravit i elektrolyticky z roztaveného fluoridu.

fyzikální vlastnosti

  • stříbrolesklý kov
  • měkký, tažný – ve velmi čistém stavu
    nečistoty dodávají kovu tvrdost a křehkost

chemické vlastnosti

  • za zvýšené teploty se slučuje s většinou nekovů, často za vzniku produktů nestechiometrické povahy
  • stálý vůči korozi
  • rozpouští se v horkých minerálních kyselinách
  • s roztavenými hydroxidy nereaguje

užití

  • výroba korozivzdorné oceli
  • Nb + Zr dráty používané v supravodivých magnetech

sloučeniny

  • halogenidy
    • NbIII - (NbX3)
      fluorid niobitý (NbF3) - modrý
      chlorid niobitý (NbCl3) - černý
      bromid niobitý (NbBr3) - hnědý
      jodid niobitý (NbI3)
      příprava - redukcí nebo tepelným rozkladem halogenidů niobičných
      málo reaktivní látky
    • NbIV - (NbX4)
      fluorid niobičitý (NbF4) - zelený
      chlorid niobičitý (NbCl4) - červenofialový
      bromid niobičitý (NbBr4) - hnědý
      fluorid niobičitý (NbI4) - šedý
      příprava - redukcí niobičných halogenidů (NbI4 - tepelným rozkladem NbI5 )
      snadno podléhají hydrolýze
    • NbV - (NbX5)
      fluorid niobičný (NbCl5) - bílý
      chlorid niobičný (NbCl5) - žlutý
      bromid niobičný (NbBr5) - oranžový
      jodid niobičný (NbI5) - barva mosazi
      příprava -slučováním příslušného halogenidu se zahřátým kovem
      těkavé a hydrolyzovatelné látky
      silné Lewisovy kyseliny
  • Niob vytváří různé sulfidy, selenidy a telluridy nestechiometrického složení.
  • oxidy
    • oxid niobnatý (NbO)
      kovová vodivost
    • oxid niobičitý (NbO2)
      příprava - redukcí oxidu niobičného (Nb2O5) vodíkem za vysoké teploty:
      Nb2O5 + H2 → 2 NbO2 + H2O
    • oxid niobičný (Nb2O5)
      příprava - zahříváním kovového niobu v nadbytku kyslíku
      4 Nb + 5 O2 → 2 Nb2O5
      stálejší než oxid vanadičný ( V2O5) - neochotně podléhá redukci
      rozpouští se v koncentrované kyselině fluorovodíkové (HF)
      Nb2O5 + 10 HF → 2 NbF5 + 5 H2O
  • niobičnany
      příprava - reakcí oxidu niobičného (Nb2O5) s oxidy, hydroxidy, uhličitany kovů
      jejich stechiometrická rozmanitost je mnohem menší než u vanadu
      většinou nerozpustné ve vodě
      vykazují piezoelektrické vlastnosti
    • niobičnan sodný (NaNbO3)
      náhrada křemene ve "frekvenčních filtrech" ve sdělovací technice
  • nestechiometrické " bronzy"
      vysoká vodivost charakteristická zbarvení
    • např. SrxNbO3 (x = 0,7 - 0,95)
      mění barvu se stoupajícím obsahem stroncia (Sr) z temně modré na červenou
  • vytváří heteropolyanionty
    • např. Na12(MnNb12O38) · 50 H2O