Niobio, Símbolo, Hechos, Propiedades, Uso

¿Qué es el Niobio?

Niobio es un elemento químico o metal de transición cristalino gris claro del grupo 5 (VB) de la tabla periódica con símbolo Nb y número atómico 41. Se utiliza principalmente para fabricar acero inoxidable y otras aleaciones.

En el año 1801, el químico inglés Charles Hatchett identificó el nuevo elemento niobio en el mineral de América del Norte. Lo llamó columbium, que proviene del mineral columbita. El elemento columbio descubierto por Hatchett era una mezcla del nuevo elemento tantalio.

¿Dónde se encuentra el niobio?

El niobio se encuentra en la corteza terrestre hasta en 20 ppm. Debido a las grandes similitudes químicas con el tantalio, siempre ocurre con el tantalio.

El principal mineral del metal es columbita o tantalato con la composición química (Fe, Mn)M₂O₆, M = Nb, Ta. Se obtiene como subproducto de la minería del estaño en Malasia y Nigeria.

Propiedades del niobio

Tanto el niobio como el tantalio son metales brillantes de color blanco plateado con puntos de fusión muy altos. Provienen de la red cristalina cúbica centrada en el cuerpo.

Son maleables y maleables en estado puro. Los altos puntos de fusión y ebullición del metal indican la participación de una gran cantidad de electrones d en el enlace del metal. Se oxida cuando se calienta en el aire y se disuelve en álcali fundido.

Configuración electrónica del niobio

Los 41 electrones del átomo de niobio se dividen en diferentes niveles de energía para mostrar la siguiente configuración electrónica debajo de la imagen,

Propiedades del niobio
número atómico	41
electrón por escala	2, 8, 18, 12, 1
Configuración electrónica	[Kr] 4d4 5s1
Bloquear	bloque d
Período de tiempo	periodo 5
Grupo	grupo 5
Peso atomico	92.906
Punto de fusion	2750K (2477°C, 4491°F)
Punto de ebullición	5017K (4744°C, 8571°F)
Espesor	8,57 g/cm3
Capacidad calorífica molar	24,60 J mol1k1
Resistencia eléctrica	152 nΩ·m
Radio atómico	146 horas
Radio covalente	164 ± 18 horas
Propiedades químicas
número de oxidación común	+5
electronegatividad	1,60 (escala de Pauling)
Energía de ionización (kJ/mol)	1º	2do	3ro
	652.1	1380	2416

Nb en la tabla periódica

Se coloca en el grupo 5 y el período 5 de la tabla periódica. El niobio es un metal de transición o elemento de bloque d que se encuentra entre el circonio y el molibdeno.

Isótopos de niobio

El niobio tiene un isótopo estable como ⁹³NÓTESE BIEN. Mediante diferentes tipos de reacciones nucleares se han obtenido 32 isótopos radiactivos que van del 81 al 113.

Los isótopos más estables como ⁹²Nb tiene una vida media radiactiva igual a 34,7 millones de años. El isótopo menos estable ¹¹³Nb tiene una vida media de 30 milisegundos.

Proceso de producción

• El mineral niobio y tantalio se fusiona con carbonato de potasio y se extrae con agua. El hidróxido insoluble de hierro y manganeso se elimina en gran parte por el proceso.
• El extracto acuoso que contiene K. contiene₃NBO₄ y k₃NBO₄ se trata con dióxido de carbono para precipitar los pentóxidos de los metales.
• Se disolvió en fluoruro de hidrógeno concentrado para dar K más soluble. Dar forma₂NbOF₅ y menos soluble K₂TaF₇.
• Estos se separan por cristalización fraccionada.
• Reducción de K₂NbOF₅ por el aluminio da niobio.

Compuestos de niobio

El efecto de la construcción de los lantánidos hace que las propiedades químicas, como los radios atómicos e iónicos de los dos metales, sean muy similares. La química de Nb y Ta es muy similar, pero la distribución electrónica es diferente.

El estado de oxidación +5 (V) es el más común para el niobio. Exhibe una amplia gama de estados de oxidación más bajos que no son tan inestables como el zirconio y el hafnio. Los compuestos de metal en estados de oxidación más bajos son inestables y de naturaleza reductora.

Muestra poca química catiónica. Los haluros y oxohaluros son los principales compuestos químicos del metal. Estos suelen ser volátiles y se hidrolizan fácilmente.

óxido de niobio

Óxido de niobio, Nb₂O₅ se obtiene calentando el metal o sus compuestos estables en presencia de oxígeno. Es un sólido blanco, químicamente inerte, de alto punto de fusión, prácticamente insoluble en agua o ácidos.

Los diferentes niobatos son en realidad óxidos mixtos que proporcionan una coordinación octaédrica alrededor del metal.

haluro de niobio

Los petahaluros de niobio se obtienen por reacción directa de los metales con halógenos. NbF₅ puede obtenerse por las reacciones del metal o pentacloruro de metal con flúor. Estos son sólidos blancos y solubles en compuestos orgánicos como el éter o el tetracloruro de carbono.

Se hidrolizan para formar óxido hidratado gelatinoso. Los oxohalogenuros de niobio se forman por reacción de petahaluros con oxígeno.

Conexiones complejas

El metal de transición niobio formó varios tipos de compuestos complejos en diferentes estados de oxidación. Formó principalmente complejos peroxo y halo. Algunos ejemplos de complejos metálicos se dan debajo de la tabla,

Compuestos complejos de niobio
Condición de oxidación	Número de coordinación	Geometría	Ejemplos
+5 (V)	6	octaédrico	[NbCl5OPCl3]
		prisma trigonal	[Nb(S2C6H4)3]
+4 (VI)	6	octaédrico	[NbCl6]2; [NbBr6]2
	8	dodecaedro	[NbCl4(diars)2]; k4[Nb(CN)8]2H2O
+3 (II)	6	octaédrico	[Nb2Cl9]3; [Ta2Cl6(SMe2)3]
	8	dodecaedro	K5[Nb(CN)8]

Compuestos organometálicos

El niobio forma una gran cantidad de compuestos organometálicos a través de enlaces MC y η-C₂¿eh?₅ cautiverio. El compuesto de metilo del metal se forma por la reducción de los pentahaluros en el medio etéreo.

Los alquilos son bases de Lewis, que añaden ligandos neutros o forman aniones. Formó complejos de ciclopentadieno (CP) como M (η⁵ – Cp)₂(η¹ – Cp)₂.

¿Para qué se usa el niobio?

• El niobio se utiliza en la aleación de metales para la producción de acero inoxidable. El acero contiene niobio que se utiliza en motores a reacción y cohetes, vigas, plataformas petrolíferas y gasoductos.
• Los alambres de aleación como Nb-Ge, Nb-Sn y Nb-Ti se utilizan en imanes superconductores. Estos tipos de aleaciones también se utilizan en diversos instrumentos, como aceleradores de partículas, escáneres de resonancia magnética y espectrómetros de resonancia magnética nuclear.
• En la producción de dispositivos de ondas acústicas de superficie para teléfonos móviles y moduladores ópticos, hemos utilizado el compuesto de niobato de litio.
• Los óxidos de niobio se utilizan para aumentar el índice de refracción de los vidrios. Este tipo de gafas se utiliza para fabricar lentes más finos.