元素的基本信息
元素符号:Nb
原子序数:41
中文名称及拼音: 铌 ní
英文名称:Niobium
相对原子质量:92.906
原子核外电子排布式:[Kr]4d45s1
重要的同位素及其天然丰度: 93Nb 100%
常见的同素异形体:
地壳中的含量(mg·kg-1):2.0×101
海洋中的含量(mg·L-1):1×10-5
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):
人体中含量占体重百分数(%):
常见氧化态:0,+2,+3,+4,+5
元素电负性:1.6
原子半径(pm):146
离子半径(pm):72(Nb3+,CN=6),68(Nb4+,CN=6),
79(Nb4+,CN=8),48(Nb5+,CN=4),64(Nb5+,CN=6),
74(Nb5+,CN=8)
元素第一电离能(kJ·mol-1):652.13
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):88.381
单质的基本物理量
化学式:Nb
熔点(°C):2477
沸点(°C):4741
密度(g·cm-3):8.57
比热容298.15K(mol-1·K-1):24.6
熔化热(kJ·mol-1):30
汽化热(kJ·mol-1):
原子化焓(kJ·mol-1):733.0±8
单质的热力学数据
化学式:Nb
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s),725.9(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0(s),681.1(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
36.4(s),186.3(g)


元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:铌铁矿、烧绿石、黑稀金石等。
常见存在形式的化学式:(Fe,Mn)Nb2O6 ,(Na,Ca,Ce)(Nb,Ta,Ti)2O6(F·OH),XY2O6(X=稀土,Y=Ta,Nb,Ti,Fe)
主要存在地:加拿大、巴西、刚果(扎伊尔)、卢旺达、澳大利亚,主要分布在岩石圈矿床。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
Nb3+ + 3e- ⇌ Nb -1.099
NbO2 + 2H+ + 2e- ⇌ NbO + H2O -0.646
NbO2 + 4H+ + 4e- ⇌ Nb + 2H2O -0.690
NbO + 2H+ + 2e- ⇌ Nb + H2O -0.733
Nb2O5 + 10H+ + 10e- ⇌ 2Nb + 5H2O -0.644

元素发现简史
发现时间、发现者:

1801年 英国化学家查尔斯‧哈切特(Charles Hatchett)

命名时间、命名者:

1844年 德国化学家海因里希‧罗斯(Heinrich Rose)

命名的意思:

以希腊神话人物Niobe命名。在希腊神话中,Niobe是Tantalus的女儿。之所以选择它是因为铌与钽(以Tantalus命名)的化学相似性。

发现简史:

1801年,英国化学家查尔斯‧哈切特(Charles Hatchett)在大英博物馆检查矿物时被标记为columbite的标本所吸引。他用碳酸钾加热样品,将产物溶于水中,再加入酸得到一种难溶的白色氧化物,他认为这种氧化物中含有一种当时尚未知道的新元素。

哈切特根据发现这种矿石的地区(美洲的哥伦比亚)将这种新元素命名为Columium(钶),该名字被使用了很多年。然而,进一步的研究并没有产生这种元素。

1802年,瑞典化学家埃克伯格(Anders Gustav Ekeberg)从矿石中发现了钽。钽和钶的性质非常相似,以致很多学者认为钽和钶是同一种元素。实际上哈切特和埃克伯格发现的都是钽和钶的混合物。直到1844年,德国化学家海因里希‧罗斯(Heinrich Rose)检验了一种钶铁矿的样品,证明了钶铁矿中含有两种新元素,一种是钽,另一种Rose将其命名为Niobium(以Tantalus的女儿Niobe命名),即先前的钶。1864年,克里斯蒂安‧布洛姆斯特兰德(Christian Blomstrand)用氢气加热还原氯化铌首次获得了金属铌。

参考文献
[1] [2019-07-03]. http://www.rsc.org/periodic-table/history.
[2] N.N.格林伍德,A.厄肖恩. 元素化学(下册). 王曾隽,张庆芳,林蕴和,等译. 北京:高等教育出版社,1996: 65.
[3] 罗裕基. 无机化学丛书(第八卷 钒分族). 北京:科学出版社,1998: 3.
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