鈮 (Nb)
原子序數 | 41 | 英文名 | Niobium |
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所屬分類 | 过渡金属 | 原子量 | 92.9064 u |
熔點 | 2477 °C | 沸點 | 4744 °C |
能級 | 2, 8, 18, 12, 1 | 電負性 | 1.6 |
電子親和能 | 86.1 kJ/mol | 半徑(計算法) | 198 pm |
電離能 |
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(常規) | 8570 kg/m³ | 硬度(布式) | 736 MPa |
體積模量 | 170 GPa | 導熱率 | 54 W/mK |
宇宙存量百分比 | 2.0E-7 % |
鈮,以其化學符號Nb標識,位於元素週期表中第41號位置,屬於過渡金屬系列。 這項元素的發現歷程始於1801年,當時Charles Hatchett在分析大英博物館收藏的礦石樣本時發現了新的元素跡象,並將其命名為鈳。 然而,真正提取出純淨鈮單質的時間是在1864年。 鈮在地球的地殼豐度中位列第33位,自然狀態下並不以純金屬形態存在,而是通常與鉭共生。 此外,科學界也推測地核中蘊藏大量的鈮元素。 鈮的單質呈現出明亮的灰色金屬光澤,並且在常溫常壓下顯示出極高的穩定性,不易與大氣中的氧氣發生反應。 儘管鈮在常態下化學性質穩定,但在高溫環境下,它能夠直接與硫、氮、碳等元素結合,不過相較於其他金屬,鈮抵抗氧化的能力較強。 鈮可以與諸如鈦、鋯、鉿以及鎢等高熔點金屬形成合金,這些合金往往具有優異的性能。 鈮也展現出卓越的耐腐蝕性,不受普通無機酸或鹼的影響,即使面對強腐蝕性的王水也能保持不溶解,不過值得注意的是,鈮能夠溶解於氫氟酸。 在工業領域,鈮因其特殊的物理化學屬性而被廣泛應用。 例如,它可以用來製造超導材料,這對於電力傳輸與科學研究領域意義重大。 此外,鈮也常用於製作耐高溫、耐腐蝕的容器和合金零件,甚至在造幣業中也有其身影。 更重要的是,鈮具備出色的生物相容性,在醫療器材製造方面尤為突出,如用於建造人造骨骼和心臟支架等植入物,因其不會與人體內部的各種體液發生不良反應 ,使得鈮成為醫用材料的理想選擇。
標準原子質量 | 92.90637(2) |
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電子排布 | [氪] 4d4 5s1 2, 8, 18, 12, 1 |
發現 | 查理斯·哈契特(1801年) |
分離 | 克利斯蒂安·威廉·布隆斯特蘭(1864年) |
證明為化學元素 | 海因里希·羅澤(1844年) |
物態 | 固體 |
密度 | (接近室溫) 8.57 g·cm−3 |
熔化熱 | 30 kJ·mol−1 |
汽化熱 | 689.9 kJ·mol−1 |
比熱容 | 24.60 J·mol−1·K−1 |
氧化態 | 5, 4, 3, 2, -1 (弱酸性氧化物) |
電負性 | 1.6(鮑林標度) |
原子半徑 | 146 pm |
共價半徑 | 164±6 pm |
晶體結構 | 體心立方 |
磁序 | 順磁性 |
電阻率 | (0 °C)152 n Ω·m |
熱膨脹係數 | 7.3 µm/(m·K) |
聲速(細棒) | (20 °C)3480 m·s−1 |
楊氏模量 | 105 GPa |
剪切模量 | 38 GPa |
體積模量 | 170 GPa |
泊松比 | 0.40 |
莫氏硬度 | 6.0 |
維氏硬度 | 1320 MPa |
布氏硬度 | 736 MPa |
CAS號 | 7440-03-1 |
元素清單
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