Niobium
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| Général | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nom, Symbole, Numéro | Niobium, Nb, 41 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Série chimique | métaux de transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, Période, Bloc | 5, 5, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse volumique, Dureté | 8570 kg/m³, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Couleur | Gris métallique Image manquante Nb,41-thumb.jpg image:Nb,41-thumb.jpg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse atomique | 92.90638 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique (calc) | 145 (198) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de covalence | 137 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de van der Waals | ND | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [Kr]4d45s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électrons par niveau d'énergie | 2, 8, 18, 12, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| États d'oxydation (Oxyde) | 5, 3 (Acide faible) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Structure cristalline | Cubique corps centré | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| État de la matière | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de fusion | 2750 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de vaporisation | 5017 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molaire | 14.02×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de vaporisation | 696.6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de fusion | 26.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pression de la vapeur | 0.0755 Pa à 2741 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vélocité du son | 3480 m/s à 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électronégativité | 1.6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacité calorique spécifique | 265 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité électrique | 6.93 106/m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 53.7 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1er Potentiel d'ionisation | 652.1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2e Potentiel d'ionisation | 2416 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3e Potentiel d'ionisation | 3700 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4e Potentiel d'ionisation | 4877 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5e Potentiel d'ionisation | 9847 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6e Potentiel d'ionisation | 12100 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Le niobium est un élément chimique, de symbole Nb et de numéro atomique 41.
C'est un métal de transition gris, rare, mou, et ductile.
Caractéristiques notables
Le niobium est un métal brillant gris, ductile qui prend une couleur bleutée lorsqu'il est exposé à l'air à température ambiante pendant une longue période. Les propriétés chimiques du niobium sont presque identiques à celles du tantale.
Le métal commence à s'oxyder à l'air au-dessus d'une température de 200°C.
Le minerai pyrochlore (Ca,Na)Nb2O6(OH,F) fournit la majeure partie du niobium produit.
Histoire
Le nom dérive de Niobe, la fille de Tantale. Ce choix est dû au fait que le tantale découvert antérieurement s'est avéré par la suite être un mélange avec le Niobium.
Les USA ont longtemps utilisé le nom colombium (symbole: Cb), du district de Columbia où le minéral a été découvert.
Bien que le niobium soit le nom officiel, on trouve encore le nom colombium dans diverses publications.
Le niobium a été découvert en 1801 par Charles Hatchett sous forme d'oxyde Nb2O5. Il l'avait baptisé « colombium ». En 1866, du niobium (relativement impur) a été préparé par Christian Wilhelm Blomstrand puis le niobium pur par Werner von Bolton en 1907.
Utilisations
- En alliage
Lorsqu'on ajoute du niobium à de l'acier, on augmente la résistance et la dureté du métal. Pour des pipelines, on utilise de l'acier au niobium, voire un alliage de niobium et de zirconium.
- Aimant supraconducteur
On utilise de l'acier au niobium (60% de niobium) et des alliages de niobium, zirconium ou l'étain dans des aimants supraconducteurs. L'alliage supraconducteur le plus utilisé est Nb3Ge possédant une température critique de 230°K.
- Baguette pour la soudure à l'arc:
On utilise des alliages de niobium, avec le zirconium, le molybdène, le vanadium, le chrome ou le tungstène comme baguettes de soudure à l'arc pour certaines aciers inoxydables.
Le corps supporte bien un alliage de niobium et de titane que l'on utilise pour des implants ou dans les broches et plaques de réduction des fractures.
- Réacteurs nucléaires: Il est utilisé en alliage avec le zirconium pour les enveloppes de barre de combustible du fait de sa faible section de capture des neutrons.
- Filtres à onde de surface: Utilisent le niobiate de lithium
- Joaillerie: pour sa couleur bleutée.
- Aérospatiale: en alliage avec l'acier, il constitue un métal très résistant et très étanche pour les fusées et les satelites envoyés dans l'espace (Appolo 11, envoyé dans l'espace avec Neil Amstrong en 1969, était fait à 60 % en niobium).