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Niob


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Niob (im engl. oft auch Columbium ) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Nb und Ordnungszahl 41.
Eigenschaften
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Niob Nb 41
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Periode Block 5 5 d
Dichte Mohshärte 8570 kg/m 3 6
Aussehen grau metallisch
Atomar
Atomgewicht 92.90638 amu
Atomradius (berechnet) 145 (198) pm
Kovalenter Radius 137 pm
van der Waals-Radius k.A.
Elektronenkonfiguration [ Kr ]4d 4 5 s 1
e - 's pro Energieniveau 2 8 18 12 1
Oxidationszustände ( Oxid ) 5 3 (leicht sauer )
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( __ )
Schmelzpunkt 2750 K (2477° C )
Siedepunkt 5017 K (4744°C)
Molares Volumen 10.83 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 696.6 kJ/mol
Schmelzwärme 26.4 kJ/mol
Dampfdruck 0.0755 Pa bei 2741 K
Schallgeschwindigkeit 3480 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.6 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 265 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 6.93 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 53.7 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 652.1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1380 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2416 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 3700 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 4877 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie 9847 kJ/mol
7. Ionisierungsenergie 12100 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
91 Nb {syn.} 680 y ε 1.253 91 Zr
92 Nb {syn.} 3.47 E7 y β -
ε
0.356
2.006
92 Mo
92 Zr
93 Nb 100% Nb ist stabil mit 52 Neutronen
Meta {syn.} 16.13 y IT 0.031  
94 Nb {syn.} 20 300 y β - 2.045 94 Mo
NMR-Eigenschaften
93 Nb
Kernspin 9/2
gamma / rad / T 6.539e7
Empfindlichkeit 0.482
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 48.9 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Das selten vorkommende Schwermetall hat eine Farbe und ist gut schmiedbar. Niob kann dem Mineral Niobit gewonnen werden. Seine Hauptverwendung es in der Metallurgie zur Herstellung von und zur Verbesserung der Schweißbarkeit.

Der Entdeckung des Elementes in dem Columbit heute Niobit genannt verdankt es seinen

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Niob ist ein grau glänzendes duktiles Es überzieht sich nach längerer Lagerung an mit einer bläulich schimmernden oxidischen Haut die Passivschicht (Schutzschicht) wirkt. Von den meisten Säuren es daher nicht angegriffen. Nur Flusssäure und konzentrierte Schwefelsäure korrodieren metallisches Niob. In heißen ist Niob ebenfalls unbeständig da sie die auflösen. Bemerkenswert ist das Niob noch bei 2 K supraleitend ist.

Das chemische Verhalten des Niobs ist identisch dem des Tantals das im Periodischen System direkt über steht.

Eine Mechanische Bearbeitung von Niob muss seiner Unbeständigkeit an Luft auch bei Raumtemperatur Schutzgasatmosphäre erfolgen. Bei Temperaturen oberhalb von 200°C (durchgängig?) es zu oxidieren. Bekannt sind die Oxidationsstufen -3 -1 0 +1 +2 +3 +5. Wie beim kleineren Bruder Vanadium ist die Stufe +5 am beständigsten.

Anwendungen

Niob wird als Legierungszusatz für rostfreie Sonderedelstähle und Nichteisenlegierungen verwendet da sich niob Werkstoffe durch eine erhöhte mechanische Festigkeit auszeichnen. veredelte Stähle werden häufig im Rohrleitungungsbau (Pipeline eingesetzt. Als starker Karbidbildner wird Niob auch Schweißzusatzwerkstoffen zur Abbindung von Kohlenstoff zulegiert.

Andere Anwendungen:

  • Eine niedriger Einfangquerschnitt für thermische Neutronen führt Anwendungen in der Nukleartechnik.
  • Herstellung niobstabilisierter Schweißelektroden als Schweißzusatz für Edelstähle und Nickelbasislegierungen.
  • Wegen seiner bläulichen Farbe wird es Körperschmuck und zur Herstellung von Schmuckwaren genutzt.
  • Nennenswerte Mengen werden als Ferroniob und Nickelniob der metallurgischen Industrie zur Herstellung von Superlegierungen Cobalt- und Eisenbasislegierungen) eingesetzt. Hieraus werden statische für stationäre und fliegende Gasturbinen Raketenteilen und Komponenten für den Ofenbau hergestellt.
  • Niob wurde als Ersatz des teureren Tantals der Kondensator-Herstellung erprobt. (Text Nb als Dielektrikum

Unterhalb von 9 3K ist Niob Es gehört neben Vanadium und Technetium zu den 3 Elementen der Type Supraleiter . Darunter sind Metalle zu verstehen die in starken Magnetfeldern ihre Supraleitfähigkeit nicht verlieren. Erzeugung extrem starker Magnetfelder werden supraleitende Magnete Drähten aus Niob-Zinn und Niob-Titan eingesetzt.

Geschichte

Niob (Griechische Mythologie : Niobe? Tochter des Tantalus) wurde 1801 durch Charles Hatchett entdeckt. Hatchett fand in Columbiterz das um 1700 von John dem ersten Gouverneur von Connecticut nach England wurde. Er gab dem Element die Bezeichnung Bis Mitte des 19. Jahrhunderts war ungeklärt es sich bei Niob und dem 1802 Tantal um unterschiedliche Elemente handelt. Erst 1844 der Berliner Professor Heinrich Rose das Niob- Tantalsäuren unterschiedliche Stoffe sind.

Nicht wissend von den Arbeiten Hatchetts Rose dem entdeckten Element den Namen Niob. 1864 gelang Christian Blomstrand die Herstellung von Niob durch Reduktion von Niobchlorid mit Wasserstoff in der Hitze. 1866 bestätigte Charles Tantal als eigenständiges Element.

Erst nach 100 Jahren kontroverser Auseinandersetzungen die International Union of Pure and Applied (IUPAC) 1950 Niob als offizielle Bezeichnung des Elementes des PSE fest. Während sich dieser im offiziellen Bereich weitgehend durchgesetzt hat wird angelsächsischen Sprachbereich von vielen Metallurgen Werkstoffanbietern und privaten Bereich immer noch die Bezeichnung Columbium das Kurzzeichen Cb verwandt.

Vorkommen

Als freies Element ist Niob unbekannt kommt nur in gebundener Form vor zum als:
  • Niobit ( Fe Mn )(Nb Ta ) 2 ) O 6 ])
  • Niobit-Tantalit [(Fe Mn)(Ta Nb) 2 )O 6 ]
  • Pyrochlor (NaCaNb 2 O 6 F) and
  • Euxenit [(Y Ca Ce U Th)(Nb Ta 2 O 6 ].

Niob und Tantal kommen fast immer vor. Bekannte Niobvorkommen enthalten carbonatites? (Kohlenstoff-Silikat-Gestein) und Brasilien und Kanada sind die Hauptproduzenten von Mineralkonzentraten. Große Erzlager befinden sich auch in in der Demokratischen Republik Kongo und in

Vorsichtsmaßnahmen

Niobhaltige Verbindungen sind schwer wahrzunehmen. Das gilt zwar als nicht toxisch jedoch irritiert Niobstaub Augen und Haut. Niobstaub ist zudem endzündlich.

Eine physiologische Funktion ist unbekannt.

Weblinks



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