Ниобий

Общие сведения.

Ниобий – металл с ярко выраженным блеском и светло-серебряным цветом. В периодической таблице Менделеева он располагается под номером 41. Если рассматривать принадлежность по данному признаку, то металл находится в пятой группе, побочной подгруппе и относится к пятому периоду. Для обозначения используется символ Ni, что является сокращением от Niobium.

История элемента и открытие.

Довольно интересно в истории ниобия то, что он был открыт дважды и с весьма значительным интервалом. Первый раз о металле, хоть и косвенно, стало известно при открытии Америки. Он содержался в минерале и имел весьма необычный вид, что послужило причиной вывоза в Старый Свет. Прошло поверхностное изучение и вещество классифицировалось в качестве железной руды. Под такой табличкой оно довольно длительное время и простояло в музее.

Ситуация изменилась в 1801 году, когда английский учёный Ч. Хатчет заинтересовался минералом. При осуществлении исследования было быстро обнаружено, что руда не является железной. Новый элемент прошёл стандартную серию исследований и получил название Колумбий. Только в 1844 году произошло переименование в ниобий, но в некоторых странах оно не использовалось. Окончательное решение вопроса осуществилось в 1950 году, положив конец вековому спору.

Нахождение в природе.

Ниобий содержится в земной коре в средней концентрации. Если рассматривать его кларк, то он составляет около 17-19 грамм на одну тону породы. Наибольшая концентрация присутствует в кислотных грунтах, ввиду особенностей их формирования. Отличительной особенностью ниобия является содержание в рудах тантала, который всегда ему сопутствует. На данный момент, известно более сотни минералов данного металла и только из нескольких осуществляется добыча. Месторождения ниобия присутствуют в Японии, США, России, Бразилии и некоторых других государствах.

Получение.

При необходимости получения необходимо учитывать такой немаловажный фактор, как бедность руды данным компонентом. В результате этого, используются специальные методики, несколько отличные т стандартных вариантов. Прежде всего, создаётся рудный концентрат, который проходит через три стадии обработки: вскрытие, разделение на ниобий и тантал, а также последующее восстановление.

Физические и химические свойства.

По своим физическим свойствам ниобий имеет много общего с танталом. Данные металлы имеют кубическую объемно-центрированную кристаллическую решетку. Ниобий обладает плотностью в 8570 килограмм на кубический метр. Его температуры перехода в жидкую и газообразную форму составляют 2741 и 5015 градусов соответственно.

Химические свойства не отличаются своим многообразием, поскольку металл устойчив к большинству воздействий. Окисление на воздухе происходит только в случае прокаливания. Стоит отметить, что оксид ниобия может быть представлен в десяти модификациях. Самой стабильной является форма с валентностью элемента +5. Ниобий реагирует с галогенами, парами воды и кислорода, графитом, а также некоторыми другими веществами. Металлический состав может быть выделен методом электролиза.

Применение.

Ниобий обладает такими свойствами, как тугоплавкость, возможность использования в сплавах с высокими эксплуатационными параметрами, а также устойчивость к внешним воздействиям. Основными сферами применения считается использование в металлургии, ракетостроении и тех областях промышленности, где требуются жаростойкие элементы с высоким показателем прочности.

Чистый ниобий используется для изготовления деталей воздушных судов, оболочки для радиоактивных элементов, а также в качестве легирующего вещества. Слоя в несколько десятков микрон достаточно для защиты цветных металлов от окисления в атмосфере. Другой вариант использования чистого элемента – в качестве сверхпроводника для вычислительного оборудования.

Соединения ниобия используются, как эффективный катализатор. Отдельной областью использования является ядерная энергетика, где с использованием данного металла выполняется большое количество важных элементов.