Numărul atomic	41
numărul CAS	7440-03-1
Masa atomică	92,91
Punct de topire	2468 °C
Punct de fierbere	4 900 °C
Volumul atomic	0,0180 nm3
Densitate la 20 °C	8,55 g/cm³
Structura cristalină	cubic centrat pe corp
Constantă latice	0,3294 [nm]
Abundență în scoarța terestră	20,0 [g/t]
Viteza sunetului	3480 m/s (la rt) (tijă subțire)
Dilatare termică	7,3 µm/(m·K) (la 25 °C)
Conductivitate termică	53,7 W/(m·K)
Rezistivitatea electrică	152 nΩ·m (la 20 °C)
Duritatea Mohs	6.0
Duritatea Vickers	870-1320Mpa
Duritatea Brinell	1735-2450Mpa

Niobiul, cunoscut anterior sub numele de columbiu, este un element chimic cu simbolul Nb (fostul Cb) și numărul atomic 41. Este un metal de tranziție moale, gri, cristalin, ductil, des întâlnit în mineralele piroclor și columbit, de unde și denumirea anterioară " columbium”. Numele său provine din mitologia greacă, în special Niobe, care era fiica lui Tantalus, omonimul tantalului. Numele reflectă marea similitudine dintre cele două elemente în proprietățile lor fizice și chimice, făcându-le greu de distins.

Chimistul englez Charles Hatchett a raportat un nou element similar cu tantalul în 1801 și l-a numit columbium. În 1809, chimistul englez William Hyde Wollaston a concluzionat în mod greșit că tantalul și columbiul erau identice. Chimistul german Heinrich Rose a stabilit în 1846 că minereurile de tantal conțin un al doilea element, pe care l-a numit niobiu. În 1864 și 1865, o serie de descoperiri științifice au clarificat faptul că niobiul și columbiul erau același element (prin deosebire de tantal), iar timp de un secol ambele nume au fost folosite în mod interschimbabil. Niobiul a fost adoptat oficial ca nume al elementului în 1949, dar numele de columbium rămâne în uz curent în metalurgie din Statele Unite.

Abia la începutul secolului al XX-lea, niobiul a fost folosit pentru prima dată în comerț. Brazilia este cel mai mare producător de niobiu și ferioniobiu, un aliaj de 60-70% niobiu cu fier. Niobiul este folosit mai ales în aliaje, cea mai mare parte în oțel special, cum ar fi cel folosit în conductele de gaz. Deși aceste aliaje conțin maxim 0,1%, procentul mic de niobiu sporește rezistența oțelului. Stabilitatea temperaturii superaliajelor care conțin niobiu este importantă pentru utilizarea sa în motoarele cu reacție și rachete.

Niobiul este utilizat în diferite materiale supraconductoare. Aceste aliaje supraconductoare, care conțin și titan și staniu, sunt utilizate pe scară largă în magneții supraconductori ai scanerelor RMN. Alte aplicații ale niobiului includ sudarea, industriile nucleare, electronice, optică, numismatică și bijuterii. În ultimele două aplicații, toxicitatea scăzută și irizanța produse de anodizare sunt proprietăți foarte dorite. Niobiul este considerat un element critic din punct de vedere tehnologic.

Caracteristici fizice

Niobiul este un metal lucios, gri, ductil, paramagnetic din grupa 5 a tabelului periodic (vezi tabelul), cu o configurație electronică în învelișurile cele mai exterioare atipică pentru grupa 5. (Acest lucru poate fi observat în vecinătatea ruteniului (44), rodiu (45) și paladiu (46).

Deși se crede că are o structură cristalină cubică centrată pe corp de la zero absolut până la punctul său de topire, măsurătorile de înaltă rezoluție ale expansiunii termice de-a lungul celor trei axe cristalografice relevă anizotropii care sunt inconsistente cu o structură cubică.[28] Prin urmare, sunt de așteptat cercetări și descoperiri suplimentare în acest domeniu.

Niobiul devine un supraconductor la temperaturi criogenice. La presiunea atmosferică, are cea mai mare temperatură critică a supraconductorilor elementali la 9,2 K. Niobiul are cea mai mare adâncime de penetrare magnetică dintre orice element. În plus, este unul dintre cei trei supraconductori elementali de tip II, împreună cu vanadiu și tehnețiu. Proprietățile supraconductoare depind puternic de puritatea metalului niobiului.

Când este foarte pur, este relativ moale și ductil, dar impuritățile îl îngreunează.

Metalul are o secțiune transversală de captare mică pentru neutroni termici; astfel este utilizat în industriile nucleare unde se doresc structuri transparente pentru neutroni.

Caracteristici chimice

Metalul capătă o nuanță albăstruie atunci când este expus la aer la temperatura camerei pentru perioade îndelungate. În ciuda unui punct de topire ridicat în formă elementară (2.468 ° C), are o densitate mai mică decât alte metale refractare. În plus, este rezistent la coroziune, prezintă proprietăți de supraconductivitate și formează straturi de oxid dielectric.

Niobiul este puțin mai puțin electropozitiv și mai compact decât predecesorul său din tabelul periodic, zirconiul, în timp ce este practic identic ca mărime cu atomii de tantal mai grei, ca urmare a contracției lantanidelor. Drept urmare, proprietățile chimice ale niobiului sunt foarte asemănătoare cu cele ale tantalului, care apare direct sub niobiu în tabelul periodic. Deși rezistența sa la coroziune nu este la fel de remarcabilă ca cea a tantalului, prețul mai mic și disponibilitatea mai mare fac niobiul să fie atractiv pentru aplicații mai puțin solicitante, cum ar fi căptușelile cuvei din fabricile chimice.