41-Niobi

Català	Español		English	Français	Símbol: Nb	Nombre atòmic: 41
Niobi	Niobio		Niobium	Niobium	Grup: 5	Període: 5
Família: metall de transició		Configuració electrònica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d⁴

Generalitats
Descobridor/s: Charles Hatchett		Nacionalitat: Gran Bretanya			Any: 1801
Origen del nom: es deu a Heinrich Rose i procedeix de “Niobé” nom grec de la filla de Tantalus.		Una mica d’història: El niobi va ser descobert el 1801 pel britànic Charles Hatchett (1765-1847) quan estudiava el mineral columbita, mineral que fou enviat a Anglaterra al 1750 per John Winthrop “el jove”, primer governador de Connecticut als Estats Units; per això li va donar el nom de columbi. Però no va poder aïllar l’element lliure. Durant temps hi va haver confusió considerable pel que fa a la distinció entre niobi i tàntal; aquesta confusió va ser resolta per Heinrich Rose, que li va donar el nom de niobi, i Marignac al 1846. El niobi metall fou preparat per primer cop al 1864 per Blomstrand, reduint el clorur esclafant-lo en atmosfera d’hidrogen.
Estat natural: No es troba mai com element lliure, normalment es troba associat amb el tàntal, al que s’assembla molt, en minerals com la niobita ((Fe,Mn)(Nb,Ta)₂O₆) o tantalita ((Fe,Mn)(Ta,Nb)₂O₆), segons l'element que predomini, el piroclor (NaCaNb₂O₆F) i l’euxenita ((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆). Encara que el niobi es troba molt distribuït pel món, una bona part de la producció mundial procedeix de Nigèria, Zaire, Canadà Rússia i Brasil.		Estructura cristal·lina: Sistema cúbic centrat en el cos		Tots els angles rectes
Abundància a l’ésser humà: -	Abundància a la Terra: Ocupa el lloc 32è en la classificació dels elements més abundants a l’escorça terrestre.		Abundància al Sistema Solar: 2 ppb (parts per bilió) en pes

Propietats
Físiques	Massa atòmica (u)	Densitat (kg/m³)		Duresa (escala de Mohs)		Volum atòmic (cm³/mol)
	92,90638	8570		6		10,87
Tèrmiques	Estat d’agregació a 298 K	Punt de fusió (K)		Punt d’ebullició (K)
	sòlid	2741		5015
Radis	Radi atòmic (Å)	Radi iònic (Å)		Radi covalent (Å)
	1,46	0,71 (Nb⁺³) 0,70 (Nb⁺⁵)		1,34
Ionització	Afinitat electrònica (KJ/mol)	1a energia ionització (KJ/mol)	2a energia ionització (KJ/mol)		3a energia ionització (KJ/mol)		Estats d’oxidació
	86,2	663,8	1381,7		2416		+1 +2 +3 +4 +5
Elèctriques	Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)^-1	Electròniques	Electronegativitat (Pauling)		Polaritzabilitat (Å³)
	80,0		1,6		15,7
Termodinàmiques	Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)	Calor de fusió (KJ/mol)	Calor de vaporització (KJ/mol)		Calor específica (J/kg K)		Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)
	726,0	27,2	695,0		271,7		53,70
Altres	Potencial normal de reducció (v)	Caràcter metàl·lic	Precaucions:Quan és inhalat es retingut principalment en els pulmons i secundàriament en els ossos. Tots els compostos de niobi s’haurien de considerar altament tòxics. La pols del metall provoca irritació als ulls i a la pell i és probable que presenti risc de foc.
	-0,65 Nb₂O₅/Nb (solució àcida)	Metall
	Característiques:
	És un metall gris brillant, tou, dúctil, mal·leable i amb un alt punt de fusió. Pren un matís blavós quan es exposat, durant temps, a l’aire a temperatura ambient. El metall es comença a oxidar en l’aire a temperatures altes i quan s’ha de manejar en calent ha de ser sota una atmosfera protectora per tal de minimitzar la producció d’òxid.

Isòtops
Isòtop	Protons	Neutrons	Símbol	Vida mitjana	Abundància %	Altres
Niobi-89	41	48	⁸⁹Nb	1,10 hores	0,00	Radioactiu
Niobi-90	41	49	⁹⁰Nb	14,6 hores	0,00	Radioactiu
Niobi-91	41	50	⁹¹Nb	700 anys	0,00	Radioactiu
Niobi-92	41	51	⁹²Nb	37 milions d’anys	0,00	Radioactiu
Niobi-93	41	52	⁹³Nb	Estable	100
Niobi-94	41	53	⁹⁴Nb	24000 anys	0,00	Radioactiu
Niobi-95	41	54	⁹⁵Nb	34,97 dies	0,00	Radioactiu
Niobi-96	41	55	⁹⁶Nb	23,4 hores	0,00	Radioactiu
Niobi-97	41	56	⁹⁷Nb	1,23 hores	0,00	Radioactiu

Reactivitat
Descripció	Només s’oxida en l’aire a altes temperatures i reacciona amb el vapor d’aigua donant hidrogen. Es combina amb el nitrogen, hidrogen i amb els halògens per a donar halurs de niobi (V): 2 Nb (s) + 5 F₂(g) à NbF₅ (s) blanc 2 Nb (s) + 5 Cl₂(g) à NbCl₅ (l) groc 2 Nb (s) + 5 Br₂(g) à NbBr₅ (s) taronja 2 Nb (s) + 5 I₂(g) à NbI₅ (s) color llautó Resisteix l’acció de la majoria dels àcids, però pot ser atacat per una barreja d’àcids nítric i fluorhídric; és resistent a l’atac dels àlcalis però si dissolt lentament. L’òxid Nb₂O₅, que fon a 1520ºC, es dissolt en àlcali fos per a formar un niobat complex soluble, Nb₆O₁₉^8-. Els niobats normals, entre ells el NbO₄^3-, són insolubles. L’òxid es dissolt en àcid fluorhídric per a produir espècies iòniques com NbOF₅^2- i NbOF₆^3-, segons la concentració dels ions fluorur i hidrogen. El complex fluorat més gran que pot existir en solució és NbF₆^-.
Amb aire	No racciona; amb calor Nb₂O₃
Amb H₂O	No reacciona
*Amb HCL* 6M**	No reacciona
*Amb HNO₃* 15M**	No reacciona
*Amb NaOH* 6M**	No reacciona

Obtenció

L’aïllament del niobi és complicada. Els minerals de niobi normalment contenen tant niobi com tàntal, i com que químicament són similars és difícil separar-los.

El niobi es pot extreure de les menes, primerament fonent la mena amb àlcali i llavors extraient la mescla resultant dins àcid fluorhídric, HF. La metodologia actual implica la separació del tàntal d’aquesta solució àcida utilitzant una tècnica d’extracció líquid-líquid. En aquest procés les sals de tàntal són extretes amb cetona MIBK (metil isobutil cetona, 4-metil penta-2-ona). El niobi roman a la solució de HF. L’acidificació de la solució de HF seguida per una posterior extracció amb MIBK dona una solució orgànica que conté niobi. Després de la conversió a òxid, Nb2O5, el niobi metall es pot obtenir per la reducció amb sodi o carbó. També s’utilitza electròlis

Niobio

Niobi-89