Nióbio

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O nióbio é um elemento químico, de símbolo Nb , número atômico 41 (41 prótons e 41 elétrons) e massa atómica 93,9 uma. É um elemento de transição pertencente ao grupo 5 ou 5B da classificação periódica dos elementos. O nome deriva da deusa grega Níobe, filha de Tântalo — que por sua vez deu nome a outro elemento da família 5B, o Tantálio. É usado principalmente em ligas de aço para a produção de tubos condutores de fluidos. Nas condições normais é sólido.

Foi descoberto em 1801 pelo inglês Charles Hatchett.

[editar] Características principais

O nióbio é um metal dúctil, cinza brilhante, que passa a adquirir uma coloração azulada quando em contado com o ar em temperatura ambiente após um longo período. Suas propriedades químicas são muito semelhantes às do tantálio, que está situado no mesmo grupo.

O metal começa a oxidar-se com o ar a 200 ºC e seus estados de oxidação mais comuns são +2, +3 e +5.

Zircônio - Nióbio - Molibdênio
V Nb Ta
	Tabela Periódica

Geral

Nome, símbolo, número

Niobio, Nb, 41

Classe , Série química

Metal , Metal de transição

Grupo, periodo, bloco

5, 5 , d

Densidade, escala de Mohs

8570 kg/m³, 6

Cor e aparência

Cinza metálico

Propriedades atómicas

Massa atómica

92,90638 uma

Raio medio^†

145 picómetro

Raio atómico calculado

198 pm

Raio covalente

137 pm

Raio de van der Waals

Sem dados

Configuração electrónica

[Kr]4d⁴ 5s¹

Estados de oxidação (óxido)

5, 3 (levemente ácido)

Estructura cristalina

Cúbica centrada no corpo

Propriedades físicas

Estado da matéria

Sólido

Ponto de fusão

2750 K

Ponto de ebulição

5017 K

Entalpia de vaporização]]

696,6 kJ/mol

Entalpía de fusão

26,4 kJ/mol

Pressão de vapor

0,0755 Pa a 2741 K

Velocidade do som

3480 m/s a 293,15 K

Informações diversas

Electronegatividade

1,6 (Pauling)

Calor específico

265 J/(kg·K)

Condutividade elétrica

6,93 10⁶ m^-1·Ω^-1

Condutividade térmica

53,7 W/(m·K)

1° Potencial de ionização

652,1 kJ/mol

2° potencial de ionização

1380 kJ/mol

3° potencial de ionização

2416 kJ/mol

4° potencial de ionização

3700 kJ/mol

5° potencial de ionização

4877 kJ/mol

6° potencial de ionização

9847 kJ/mol

7° potencial de ionização

12100 kJ/mol

Isótopos mais estáveis

iso.	AN	Meia-vida	MD	ED M eV	PD
⁹¹Nb	Sintético	680 a	ε	1,253	⁹¹Zr
⁹²Nb	Sintético	3,47 E7 a	β^- ε	0,356 2,006	⁹²Mo ⁹²Zr
⁹³Nb	100%	Nb é isótopo estável com 52 neutrons
^93mNb	Sintético	16,13 a	TI	0,031
⁹⁴Nb	Sintético	20,300 a	β^-	2,045	⁹⁴Mo

Condições SI e CNPT exceto onde indicado

[editar] Aplicações

O nióbio apresenta numerosas aplicações. É usado em alguns aços inoxidáveis e em outras ligas de metais não ferrosos. Estas ligas devido a resistência são geralmente usadas para a fabricação de tubos transportadores de água e petróleo a longas distâncias.

Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de neutrons termais..
Usado em soldas elétricas.
Devido a sua coloração é utilizado, geralmente na forma de liga metálica, para a produção de jóias como, por exemplo, os piercings.
Quantidades apreciáveis de níóbio são utilizados em superligas para fabricação de componentes de motores de jatos , subconjuntos de foguetes , ou seja, equipamentos que necessitem altas resistências a combustão. Pesquisas avançadas com este metal foram utilizados no programa Gemini.
O nióbio está sendo avaliado como uma alternativa ao tantálio para a utilização em capacitores.

O nióbio se converte num superconductor quando reduzido a temperaturas criogênicas. Na pressão atmosférica, tem a mais alta temperatura crítica entre os elementos supercondutores, 9,3 K. Além disso, é um dos três elementos supercondutores que são do tipo II ( os outros são o vanádio e o tecnécio ), significando que continuam sendo supercondutores quando submetidos a elevados campos magnéticos.

[editar] História

O nióbio ( mitologia grega: Níobe, filha de Tântalo ) foi descoberto por Charles Hatchett em 1801. Hatchett encontrou o elemento no mineral columbita enviado para a Inglaterra em torno de 1750 por John Winthrop , que foi o primeiro governador de Connecticut. Devido a semelhança, havia uma grande confusão entre os elementos nióbio e tantálio que só foi resolvido em 1846 por Heinrich Rose e Jean Charles Galissard de Marignac que redescobriram o elemento. Desconhecendo o trabalho de Hatchett Since denominou o elemento de nióbio. Em 1864 , Christian Blomstrand foi o primeiro a preparar o elemento pela redução do cloreto de nióbio , por aquecimento, numa atmosfera de hidrogênio. .

“Columbium” foi o nome dado originalmente ao elemento nióbio por Hatchet, porém, a IUPAC adotou oficialmente o nome “niobium" em 1950, após 100 anos de controvérsias. Muitas sociedades químicas e organizações governamentais referem-se ao elemento 41 pelo nome IUPAC. Entretanto, a maioria dos metalurgicos e produtores comerciais do metal, principalmente americanos , adotam o seu nome original colúmbio.

Recentemente o prof. Luiz R. M. de Miranda, da COPPE, UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), em orientação a diversas teses de mestrado e doutorado, descobriu ser o Nióbio um poderoso agente anticorrosivo, capaz de suportar a ação de ácidos extremamente agressivos, como os naftênicos, hoje muito comuns no dia-a-dia da indústria de petróleo.

Tal descoberta gerou patentes de processos e produtos, hoje já em uso por indústrias de petróleo e aciarias.

[editar] Ocorrência

O elemento nunca foi encontrado livre na natureza. É encontrado em minerais tais como niobita ( columbita ) ( Fe, Mn )( Nb, Ta )₂O₆, niobita-tantalita [( Fe, Mn )( Ta, Nb )₂O₆], pirocloro ( Na CaNb₂O₆F ), e euxenita [( Y, Ca, Ce, U, Th ) (Nb, Ta, Ti)₂O₆]. Minerais que contém nióbio geralmente contem também o tantálio.

Grandes depósitos de nióbio foram encontrados associados a rochas de carbono – silicatos, e como constituinte do pirocloro.

O Brasil e o Canadá são os principais produtores de minerais concentrados de nióbio. Reservas importantes de minerais de nióbio existem na Nigéria, República Democrática do Congo e Rússia.

[editar] Isótopos

O nióbio apresenta um único isótopo estável: Nb-93. Os radioisótopos mais estáveis são o Nb-92 com meia-vida de 34,7 milhões de anos, Nb-94 ( meia-vida de 20300 anos ) e o Nb-91 com meia-vida de 680 anos. Existe também um metaestável ( 0,031 mega elétron-volts ) com meia-vida de 16,13 anos

Outros vinte e três radioisótopos foram caraterizados. A maioria com meias-vida abaixo de duas horas, exceto o Nb-95 ( 35 dias ), o Nb-96 ( 23,4 horas ) e o Nb-90 ( 14,6 horas ).

O modo preliminar de dacaimento dos isótopos com massas abaixo do isótopo estável Nb-93 é do tipo captura eletrônica e após este através de emissão beta , com casos de emissão de nêutrons como ocorre com os radioisótopos Nb-104, 109 e 110.

[editar] Precauções

Compostos que contém nióbio raramente são encontrados pelas pessoas. Porém, a maioria são altamente tóxicos. O pó metálico deste elemento irrita os olhos e a pele , e pode apresentar riscos de entrar em combustão.

Para o nióbio não se conhece nenhum papel biológico.