Chémia

Štruktúra niobio (NB), vlastnosti, použitie, získanie

Štruktúra niobio (NB), vlastnosti, použitie, získanie

On niobium Je to chemický prvok, ktorý patrí do skupiny V tabuľke Oeriódica. Patrí do kovov druhej prechodnej série. Jeho chemický symbol je nb. Väčšina jeho charakteristík a správania zodpovedajú kovu, ale niektoré z jeho chemických vlastností v oxidácii +5 sú veľmi podobné vlastnostiam net -kmeta.

Keď bol objavený v roku 1801, bolo na počesť Christophera Columbusa pridelené meno Columbio, pretože bol súčasťou vzorky minerálov privedeného z Ameriky do Anglicka.

Umiestnenie niobio v periodickej tabuľke chemických prvkov. Autor: ahoperstemeier. Vektorizácia: Sushant Savla. Zdroj: Wikimedia Commons.

Columbio (CB) a Tantalium (TA) boli na určitý čas považované za rovnaký prvok, až po mnohých ťažkostiach sa zistili rozdiely medzi nimi.

Kolumbio bolo vtedy kvôli jeho podobnosti s Tantaliom, nazývaným Niobio, termín odvodený od Niobe, dcéra Tantalusa, ktorý je postavou gréckej mytológie odsúdenej k večnej frustrácii a synovi boha Jupiteterity. V Spojených štátoch je metalurgický priemysel, Niobio sa stále nazýva Columbio.

Atómové číslo, symbol a atómová hmotnosť niobium. Zdroj: ME/CC By-S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/2.5). Zdroj: Wikimedia Commons.

Je to refraktérny kov, takže odoláva veľmi vysokým teplotám bez topenia alebo rozkladu. Keď je možné odliať v akomkoľvek pomere so železom.

Preto sa používa pri výrobe ocele pre rôzne aplikácie vrátane leteckého a leteckého priemyslu. Používa sa tiež v kostných implantátoch kvôli svojej biokompatibilite so živými tkanivami.

[TOC]

Elektronická štruktúra a konfigurácia

Elektronická konfigurácia tohto prvku je:

1siež2 2siež2 2p6 3siež2 3p6 3d10 4siež2 4p6 4d4 5siež1,

alebo tiež:

[KR] 4d4 5siež1,

Táto konfigurácia vysvetľuje, že jeho najsilnejší stav oxidácie je +5, pretože keď stratí 5 elektrónov z najvzdialenejších vrstiev (4d4 5siež1) Získajte stabilnú konfiguráciu šľachetného plynu Kripton (KR). Má však aj ďalšie valencie.

Kryštalická štruktúra niobitu je centrovaná kubická, čo znamená, že 8 atómov sa nachádza a tvorí kocku a v strede tohto je tiež atóm.

Môže vám slúžiť: Cyclopentano (C5H10): Štruktúra, vlastnosti a použitiaKryštály niobio. Môžete vidieť svoju kubickú formu. Alchymist-HP (Talk) (www.PSE-Mendelejew.z) [fal alebo gfdl 1.2 (http: // www.GNU.Org/licencie/staré licenky/FDL-1.2.html)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Menovanie

  • Niobio, NB Chemical Symbol
  • Columbio, CB Chemical Symbol

Vlastnosti

Atómové číslo

41

Fyzický stav

Kovová tuhá látka s jasom striebra.

Valček. W. Oelen/cc By-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Atómová hmotnosť

92.9

Bod topenia

2477 ° C

Bod varu

4741 ° C

Hustota

8,57 g/cm3

Rozpustnosť

Keď je v kvapalnom stave, to znamená roztavený, je úplne miešateľný so železom. Je nerozpustný vo vode.

Chemické vlastnosti

Má vysokú odolnosť proti korózii a veľa chemikálií. Z tohto dôvodu je veľmi odolný voči kyselinám, je však napadnutý kyselinou fluorhoorovou (HF) a intenzívne reaguje so zmesou kyseliny dusičnej (HNO (HNO3).

Pomaly sa rozpúšťa pri hydroxidu sodného (NaOH) alebo hydroxidu roztaveného draselného, ​​ale je rezistentný na roztoky amoniaku (NH3).

Oxidačný stav +5 je ten, ktorý vytvára najstabilnejšie zlúčeniny tohto prvku, ako je fluorid, tarát, oxalát a peroxid. Má však tiež zlúčeniny s inými valenciami.

Mechanické vlastnosti

V závislosti od jeho čistoty môže mať veľmi ťažký. Avšak zvýšením predĺženia materiálu sa stáva ťažším a odolnejšími, strácajúc ťažkosťou, ale bez toho, aby ste boli krehká.

Drôt Niobio. 盧樂 lu/cc By-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Je to vysoko odolný voči tepelne, ktorý podporuje veľmi vysoké teploty bez topenia alebo rozkladu, udržiava svoje mechanické vlastnosti, takže patrí do triedy refraktérnych kovov.

Ďalšie vlastnosti

Má vlastnosti supravodiča, čo znamená, že keď sa ochladí pod určitú teplotu.

Získanie

Najdôležitejšie zdroje tohto prvku sú minerály Columbita, tiež nazývané niobita alebo ferrocolumbita a pyrochloro. Columbita tiež obsahuje Tantalio (TA), takže musíte oddeliť NB od uvedeného kovu.

Môže vám slúžiť: Kyselina chlorista: vzorec, charakteristiky a použitia

Jedna z metód extrakcie je založená na rozdiele v bodoch varu medzi chloridom NB a TA. Minerál sa začína plynným chlórom (CL2), aby sa vytvorili kovové chloridy.

Potom sa vykonáva destilácia; Tantalio chlorid (TACL5) má bod varu 236 ° C, zatiaľ čo NBCL5 Varte pri 248 ° C. Preto, keď sa zmes zahrieva pred tantalio chloridom a potom Niobio.

NB sa tiež generuje ako sekundárny produkt počas extrakcie cínu.

Žiadosti

V metalurgickom priemysle

Je veľmi užitočný pri výrobe ocele, v ktorej je pri vysokých teplotách kombinovaný s uhlíkom a dusíkom, aby sa vytvorili veľmi tenké častice karbidu niobi (NBC) a nióbného nitruro (NBN).

Jeho prítomnosť v tomto materiáli preto pomáha riadiť veľkosť zŕn a zlepšovať odolnosť proti korózii.

Zvyšuje tiež mechanický odpor zliatin, najmä pri nízkych teplotách, takže je užitočný v leteckom priemysle, kde sa používa v raketách a prúdových motoroch. Ako dodatočná výhoda v tejto aplikácii je medzi refraktérnymi kovmi ten, ktorý má najnižšiu hustotu.

Zliatiny Niobio sa používajú vo výrobe rakety. Autor: WikiImages. Zdroj: Pixabay.

Jeho zliatiny sa používajú v lúčoch na stavebné konštrukcie a platformy na extrakciu ropy a v plynovodoch a potrubiach plynovodov a potrubí. Niektoré z zliatin Niobium s chrómovou oceľou a molybdénom sa používajú v aplikáciách pre vysoké teploty ako vary.

Má tiež použitie ocele na opotrebenie náradia a oderu. A vďaka svojej vysokej ťažnosti sa môže použiť pri formovaní procesov, medzi ktorými je možné spomenúť lisovanie, flexia a tlač.

Labety nióbne. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

V elektromagnetoch

Vďaka svojim vlastnostným vlastnostiam sa používa na výrobu supravodičových magnetov používaných v akcelerátoroch častíc, ktoré používajú vedci vo fyzike subatomických častíc.

Môže vám slúžiť: uhlíkObrázok vnútornej strany osoby získanej magnetickou rezonanciou. Niobio umožňuje výrobu magnetov alebo magnetov pomocou ktorého sa vykonáva tento typ lekárskych vyšetrení. Autor: Ranveig. Zdroj: Wikimedia Commons.

Tieto magnety sa tiež používajú v jadrových magnetických rezonančných zariadeniach na analýzu štruktúr chemických zlúčenín a v skeneroch s magnetickým rezonančným obrazom, ktoré slúžia na získanie vnútorných obrazov ľudského tela s účelmi lekárskej diagnostiky.

V okuliaroch pre objektív

Oxidy nióbu sa pridávajú do sklenených prípravkov na nápravné šošovky, aby sa zvýšil index lomu a umožnil vypracovanie tenšieho skla.

Ostatné aplikácie

Prostredníctvom procesu eLodizácie sa na tento kov aplikuje hustá vrstva oxidu s určitými látkami, čo umožňuje žiariť atraktívnym farbám a týmto spôsobom sa vyrábajú dekoratívne drôty a vkladajú sa aj na mince.

Eloxovaný niobio. Mauro Caleb/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

S Niobio existujú kontajnery na odparovanie odolné voči korózii, ktoré sú užitočné pri náterovej technológii. Vyrábajú sa aj špeciálne crosoly.

Používa sa tiež v materiáloch, ktoré slúžia pre kostné implantáty, pretože je vysoko biokompatibilný s tkanivami ľudského organizmu.

Odkazy

  1. Kráľovská spoločnosť chémie. (2020). Stôl. Niobium. RSC obnovil.orgán.
  2. Bavlna, f. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chémia. Štvrté vydanie. John Wiley & Sons.
  3. Gasik, m.Jo. (2013). Technológia ferroallys Niobium. Vlastnosti nióbu. V príručke Ferroallys. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
  4. Marczenko, Z. a Balkcak, m. (2000). Separácia, predkoncentrácia a spektrofotometria v anorganickej analýze. Niobium. V knižnici analytickej spektroskopie. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
  5. Agulyansky, a. (2004). Zavedenie. Proces rafinácie. V chémii tantalum a zlúčenín fluoridu nióbu. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
  6. Plánovač. (2020). Niobium. Zotavené z Plasee.com.
  7. Lyon, s.B. (2010). Korózia a degradácia inžinierskych materiálov. Historické informácie. V Sheirovej korózii. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.