铌 (Nb)
原子序数 | 41 | 英文名 | Niobium |
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所属分类 | 过渡金属 | 原子量 | 92.9064 u |
熔点 | 2477 °C | 沸点 | 4744 °C |
能级 | 2, 8, 18, 12, 1 | 电负性 | 1.6 |
电子亲和能 | 86.1 kJ/mol | 半径(计算法) | 198 pm |
电离能 |
第1电离能: 652.1 kJ/mol
第2电离能: 1380 kJ/mol
第3电离能: 2416 kJ/mol
第4电离能: 3700 kJ/mol
第5电离能: 4877 kJ/mol
第6电离能: 9847 kJ/mol
第7电离能: 12100 kJ/mol
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密度(常规) | 8570 kg/m³ | 硬度(布式) | 736 MPa |
体积模量 | 170 GPa | 导热率 | 54 W/mK |
宇宙存量百分比 | 2.0E-7 % |
铌,以其化学符号Nb标识,位于元素周期表中第41号位置,属于过渡金属系列。这一元素的发现历程始于1801年,当时Charles Hatchett在分析大英博物馆收藏的矿石样品时发现了新的元素迹象,并将其命名为钶。然而,真正提取出纯净铌单质的时间是在1864年。 铌在地球的地壳丰度中位列第33位,自然状态下并不以纯金属形态存在,而是通常与钽共生。此外,科学界还推测地核中蕴藏着大量的铌元素。铌的单质呈现出亮丽的灰色金属光泽,并且在常温常压下显示出极高的稳定性,不易与大气中的氧气发生反应。 尽管铌在常态下化学性质稳定,但在高温环境下,它能够直接与硫、氮、碳等元素结合,不过相较于其他金属,铌抵抗氧化的能力较强。铌可以与诸如钛、锆、铪以及钨等高熔点金属形成合金,这些合金往往具有优异的性能。铌还展现出卓越的耐腐蚀性,不受普通无机酸或碱的影响,即使面对强腐蚀性的王水也能保持不溶解,不过值得注意的是,铌能够溶解于氢氟酸。 在工业领域,铌因其特殊的物理化学属性被广泛应用。例如,它可以用来制造超导材料,这对于电力传输与科研领域意义重大。此外,铌也常用于制作耐高温、耐腐蚀的容器和合金部件,甚至在造币业中也有其身影。更重要的是,铌具备出色的生物相容性,在医疗器械制造方面尤为突出,如用于构建人造骨骼和心脏支架等植入物,因其不会与人体内部的各种体液发生不良反应,使得铌成为医用材料的理想选择。
电子排布 | [氪] 4d4 5s1 2, 8, 18, 12, 1 |
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发现 | 查理斯·哈契特(1801年) |
分离 | 克利斯蒂安·威廉·布隆斯特兰(1864年) |
证明为化学元素 | 海因里希·罗泽(1844年) |
物态 | 固体 |
密度 | (接近室温) 8.57 g·cm−3 |
熔化热 | 30 kJ·mol−1 |
汽化热 | 689.9 kJ·mol−1 |
比热容 | 24.60 J·mol−1·K−1 |
氧化态 | 5, 4, 3, 2, -1 (弱酸性氧化物) |
电负性 | 1.6(鲍林标度) |
原子半径 | 146 pm |
共价半径 | 164±6 pm |
晶体结构 | 体心立方 |
磁序 | 顺磁性 |
电阻率 | (0 °C)152 n Ω·m |
热膨胀系数 | 7.3 µm/(m·K) |
声速(细棒) | (20 °C)3480 m·s−1 |
杨氏模量 | 105 GPa |
剪切模量 | 38 GPa |
体积模量 | 170 GPa |
泊松比 | 0.40 |
莫氏硬度 | 6.0 |
维氏硬度 | 1320 MPa |
布氏硬度 | 736 MPa |
元素列表
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