铌娘

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萌娘百科化学元素萌化专题正在建设中，欢迎您参与完善本条目☆chemiluminescence~
自从看了元素娘，麻麻再也不用担心我的化学成绩啦～
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敬请注意，您已经来到了过渡金属盟约同盟。请在注意自身安全的情况下，尽情享受由使魔们打造的多彩世界。

1. 请不要害怕那些拥有坚硬的钢灰色外表的元素，我们拥有的是温暖的心灵。^{(注)过渡金属多为硬度、密度、熔沸点较高的金属元素，但其中有很多是生命必须微量元素。}
2. 过渡金属娘们注重召唤使魔的魔法，不同阶级的使魔常常能带来不同的色彩。^{(注)很多过渡金属有多个价态，并且其中的一些元素的离子颜色丰富。}
3. 请注意，勿接近工厂厂区，以免造成不必要的伤害。^{(注)过渡金属娘中的很多位的主要用途都是制造工业、军事领域使用的特种合金。}

祝您游览愉快！

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进条目啥都别说，先一起喊：铌娘Nb!Nb!Nb!!!

“

铌钶铌钶铌~

”

基本资料
本名	铌 Niobium 尼俄伯尼亚
昵称（化学符号）	Nb
身高（原子半径）	146 pm（共价半径） 164±6 pm（范德华半径）
体重（原子量）	92.90637（2）
熔点	2477 ℃
沸点	4744 ℃
密度	8.57g/cm3） （常温常压，固态）
化合价	有+5, +4, +3, +2, -1，常见价态为+5。
行动力（电负性）	1.6（鲍林标度）
姐妹们（同位素）	已发现的共58种，一种(93Nb)稳定存在
相关人士（元素）	钒 钽 𬭊

铌娘是常见的过渡金属，原子序数为41，是家族的二姐。

家族、使魔（化合物）、社会关系

铌娘属于过渡金属娘，家族情况如下:

1. 大姐 钒娘V
2. 二姐 铌娘Nb
3. 三妹 钽娘Ta
4. 小妹 𬭊娘Db 谁知道跟其他姐姐们的性质像不像呢

社会关系

铌娘是家族里的二姐，同时也是钽娘的孪生姐姐，和家族里的姐妹都一样，很性冷淡。铌娘和一众大众情人，如盐酸娘，硝酸娘，乃至于王水娘都不来往。Nb娘就是我，我就是Nb娘
但也许是寂寞久了，铌娘在硝酸和氢氟酸的两面夹击下，也会剧烈反应，以至于暴沸。 嘛，这种事情就不要说了嘛，人家会不好意思的。

使魔（化合物）

铌娘的使魔分五阶级（价态），以下以酸/氧化物使魔举例：

（0）（单质名称，自己） +2一氧化铌酱 +3三氟化铌酱，氮化铌酱 +4二硒化铌酱，二氧化铌酱 +5（MAX）五氧化二铌酱，铌酸

• 铌娘与非金属娘的使魔
  

虽然铌娘面对强酸都毫不畏惧，乃至于王水也无法使她屈服，但是铌娘还是很愿意找非金属玩的。在非金属中，和某个卤素大姐无疑是关系最好的。
我很喜欢非金属萌娘哦~

1.氟化物使魔

五氟化铌酱

五氟化铌酱可由金属铌娘在250至300℃发生氟化反应制得，不过想通过上文中将铌娘溶于浓硝酸酱和氢氟酸酱的混合酸中来制取的话(见下方方程式)，在蒸干溶液并灼烧残渣后只能得到一氟二氧化铌酱，所以这个方法是不行滴。哒咩

$$\ce{Nb + 5HNO3 + 7HF -> H2NbF7 + 5H2O + 5NO2 ^}$$

所以人们用二氟化锡酱或者氟娘本体来制备五氟化铌酱。

$$\ce{2Nb + 5F2 ->[\triangle] 2NbF5}$$

$$\ce{2Nb + 5SnF2->[\triangle] 2NbF5 + 5Sn}$$

五氟化铌酱吸水性很强，在空气中就会潮解，但速率较慢不冒烟。她也是强路易斯酸，可溶于水娘和酸。溶解的过程还伴随着水解，产生氟氧化铌和氢氟酸。

五氟化铌酱在气态时为三角双锥形分子，液态时就两两抱在一起形成双聚体，而固态时则为四个抱在一起成为四聚体。

三氟化铌酱

氟娘和铌娘的百合产物还有三氟化铌酱，一种蓝黑色固体。她是一种半导体，为立方晶系。

她可以由铌娘和氢氟酸在225℃下反应而成。或者由五氟化铌酱被铌娘在750℃下还原而成。

$$\ce{2Nb + 3NbF5 ->[750^{\circ}C] 5NbF3}$$

四氟化铌酱

四氟化铌酱是一个不稳定的萌娘，在黑色的外表下，有着很强的吸湿性，而且会疯狂的水解，在潮湿空气中它水解并完全转化为$\ce{NbO2F}$。

四氟化铌酱强烈地和水娘百合，生成棕色的溶液和棕色沉淀，她们之间的感情纠纷十分混乱，以至于现在还无法确定这坨棕色沉淀到底是什么。

不过四氟化铌娘对于热并不感冒，将她放在真空中加热至325℃也丝毫没有变化，但一旦超过350℃便会快速分解为姐姐五氟化铌酱和妹妹三氟化铌酱。

$$\ce{2NbF4 ->[350^{\circ}C] NbF3 + NbF5}$$

2.氯化物使魔

五氯化铌酱

当你将铌粉在纯氯气中加热，会有白色烟雾生成，这便是五氯化铌酱。不过，如果有一点氧气混进去，就会生成一些三氯氧化铌酱($\ce{NbOCl3}$)，如果再加入一些碳娘的话，就会生成三氯氧化铌酱和五氯化铌酱的混合物。

五氯化铌酱被加热到183℃时转变为黄色，而熔融时变为橙红色。和氟大姐的化合物一样，五氯化铌酱易水解为三氯氧化铌酱，故在潮湿空气中冒烟。

五氯化铌酱是有机合成中的路易斯酸，可以催化烯烃发生羰基Ene反应（烯反应）和Diels-Alder反应（双烯加成反应）。

五氯化铌酱好像是有毒的呢。

四氯化铌酱

四氯化铌酱是紫黑色的针状结晶，十分内向，总喜欢两两抱在一起，形成双聚体。她对空气和湿气十分敏感，在400℃时会分解成姐姐五氯化铌和妹妹三氯化铌。

四氯化铌酱通常由铌娘和五氯化铌酱晶体升温反应得到。

$$\ce{4 NbCl5 + Nb -> 5 NbCl4}$$

当然也可以用铝娘还原五氯化铌酱。

$$\ce{3 NbCl5 + Al -> 3 NbCl4 + AlCl3 }$$

三氯化铌酱

三氯化铌酱和四氯化铌酱一样是针状结晶，只不过三氯化铌酱是无色的。同样的，她也很容易被潮解。她常被用作环氧化物聚合的催化剂。

3.五溴化铌酱和五碘化铌酱

五溴化铌酱是一种抗磁性的橙色固体，而五碘化铌酱是抗磁性的黄色固体。

她们都喜欢两两抱在一起，形成双聚体，也都容易潮解。

她们都可由铌娘和对应的某海洋元素或者某小个子直接反应而成。

和小个子的另一个化合物四碘化铌酱遇到盐酸酱的话就会有漂亮的蓝色呢。

4.氧化物使魔

五氧化二铌酱

五氧化二铌酱是铌娘最重要的氧化物使魔，在常温下为白色，而到了1150℃以上后，就和五氯化铌酱一样变成了黄色。

和铌娘本尊一样，五氧化二铌酱对于酸一点也不感冒，唯有氢氟酸才能入的了她的法眼，不过也要看五氧化二铌酱的状态。

若是新制的五氧化二铌酱，氢氟酸可以极快的溶解她，乃至于几乎看不清溶解的过程，而生成的氟铌酸也是无色的。

$$\ce{Nb2O5 + 14HF -> 2 H2NbF7 + 5H2O}$$

而如果是经过高温灼烧，世面见得多了的五氧化二铌酱，则必须请出焦硫酸钾酱和五氧化二铌酱在熔融状态下软磨硬泡六个多小时，才能重新看上氢氟酸。氢氟酸什么的，纸老虎罢了。

而要是碱使魔的话，只有在熔融状态下才能征服五氧化二铌酱，而且不反抗个几个小时，乃至于十几个小时，碱使魔还搞不定五氧化二铌酱。

就拿氢氧化钠酱举例：

$$\ce{2 NaOH(l) + Nb2O5(s) -> 2NaNbO3(s) + H2O(g)}$$

上文提到，在加热条件下五氧化铌酱会变黄，而在氩娘的保护下持续加热，黄色的固体会变成蓝黑色或者银灰色，而这便是不稳定的妹妹二氧化铌酱，这个反应的时间非常长，如果你想完成这个实验的话，可能要占用双休日整整两天，还不一定完全反应完。

$$\ce{2 Nb2O5 -> 4 NbO2 + O2 ^}$$

二氧化铌酱

二氧化铌酱是一种非整比化合物，比例在1：1.94到1：2.09之间，除了用五氧化二铌酱加热分解制备外，还能用氢娘在800℃–1350℃还原姐姐五氧化二铌酱，或者用姐姐五氧化二铌酱和铌娘本体在1100℃发生归中反应制得。

$$\ce{2 Nb2O5 + Nb ->[350^{\circ}C] 5 NbO2}$$

二氧化铌酱是一种强还原剂，可以还原二氧化碳酱为碳娘，把二氧化硫酱还原成硫娘。

在高温下氨解二氧化铌酱，可以得到氮化物Nb_0.84N。若是把二氧化铌酱和碳酸钡酱在二硫化碳酱中硫化，可以得到δ-BaNbS₃。

一氧化铌酱

一氧化铌酱是一种灰色固体，具有高导电性。在1.38K以下是一种超导体，这使她能够用于制造超强磁铁，被人们用在核磁共振的仪器中。

和姐姐二氧化铌酱一样用氢娘还原姐姐五氧化二铌酱，或者用姐姐五氧化二铌酱和铌娘本体在发生归中反应，也能制得一氧化铌酱。

$$\ce{Nb2O5 + 3 Nb -> 5 NbO}$$

$$\ce{3 Nb2O5 + 4 Nb -> 5 NbO2 +5 NbO}$$

5.与碳娘和硅娘的使魔

一碳化铌酱和二硅化铌酱

虽然铌娘很喜欢带非金属玩游戏，但碳娘和硅娘实在是太菜了（氧化性太弱），所以需要再来氧娘和氢娘帮忙。碳娘和硅娘实在是太难带了啊~

以碳化铌酱举例，先由氧娘将铌娘氧化至五氧化二铌酱再用氢娘和碳娘将其还原。

$$\ce{Nb2O5 + C + H2 -> NbC + CO +H2O}$$

她们在粉末状的时候也容易被点燃。以碳化铌酱举例：

$$\ce{4 NbC + 9 O2 -> 4 CO2 + 2 Nb2O5}$$

不过，致密态的碳化铌酱要在1100℃以上才会燃烧，并且由于她的高硬度和极好的耐腐蚀性，常被用于制造切割工具的刀头。

性格

铌娘是一种带光泽的灰色金属，具有顺磁性。高纯度的铌娘的延展性较高，是个软妹子，但会随杂质含量的增加而变硬起来。

铌娘在低温状态下有超导性。在标准大气压力下，她的临界温度为9.2 K，是所有单质超导体萌娘中最高的。其磁穿透深度也是所有元素娘中最高的。铌娘是三种单质第II类超导体之一，其他两种分别为钒娘和锝娘。铌娘的纯度会大大影响其超导性质。

由于镧系收缩效应，铌的电负性比位于其左边的锆娘高，这也使得铌娘的化学性质与钽娘非常相近。虽然她的抗腐蚀性没有钽娘这么高，但是她价格更低，也更为常见，所以在要求较低的情况下常用铌娘来代替钽娘。

咕~~ ~~ ~~

工作

1.钢铁生产

19世纪20年代，人们发现铌娘可以加强钢娘。所以铌娘的一个重要工作是添加到合金钢中。在钢娘中加入铌娘，会使钢结构中形成碳化铌酱和氮化铌酱，以填补钢结构中的缝隙，增强钢娘的剪切强度。同时她们还能减缓再结晶过程，形成的钢娘具有较高的硬度、强度、可模锻性和可焊性。
在中国的西气东输工程中，加入的铌娘使管道重了四分之一，不过也使通气量提升了2.5倍。

2.C-103合金

在1960年代初由华昌公司和波音公司共同研发了一种铌合金——C-103合金，研究项目在测试了“C系”（钶“Columbium”）中共256种铌合金后，制得C-103。这些合金都可熔化成颗粒状或片状。她们在可模锻性和高温属性之间有着最佳的平衡，因此华昌于1961年生产了首批500磅C-103合金，应用于涡轮引擎部件和液态金属换热器。

3.超导磁铁

铌锗酱(Nb₃Ge)、铌锡酱(Nb₃Sn和铌钛合金都可以作超导磁铁中的超导体电线。她们被用于核磁共振成像和各种核磁共振仪器以及粒子加速器当中。大型强子对撞机中安装了600吨重的超导股线，国际热核聚变实验反应堆估计用到了600吨Nb₃Sn和250吨NbTi。

4.医用

铌娘和大部分铌娘使魔对于人体呈惰性，不易致敏。因此铌娘和她的使魔们被用在各种医学设备中。而经氢氧化钠酱处理过的铌娘会形成多孔表层，这有助于骨整合。

5.钱币

奥地利自2003年起，生产了一系列银铌欧罗币，其颜色是因阳极氧化过程中形成的氧化物表层造成光线的薄膜干涉而产生的。2004年的奥地利赛梅林铁路150周年纪念币和2006年欧洲卫星导航纪念币也是含铌娘的。在2011年，加拿大皇家造币厂开始铸造称为“狩猎月”的5加元含铌娘的钱币。

个人经历

出道

1801年，英国化学家查理斯发现了铌娘。他在1734年从美国的一份矿物样本中辨认出了一种新的元素萌娘。他根据美国的别名哥伦比亚，将这种矿物命名为“Columbite”（钶铁矿）。查理斯所发现的“钶”很可能是新元素与钽娘的混合物。

当时，科学家未能有效地把钶娘（铌娘）和性质极为相似的钽娘区分开来。1809年，英国化学家威廉对钶娘和钽娘的氧化物使魔进行比较，得出两者的密度相差巨大，但他仍认为两者是完全相同的物质。

另一德国化学家海因里希在1846年驳斥这一结论，并称原先的钽铁矿样本中还存在着另外两种元素。他以希腊神话中坦塔洛斯的女儿尼俄伯和儿子珀罗普斯把这两种元素分别命名为“Niobium”（铌）和“Pelopium”。

铌娘和钽娘的差别细微，而因此得出的新“元素”实际上都只是铌娘和钽娘的混合物。

1864年，克利斯蒂安、亨利和路易明确证明了钽娘和铌娘是两种不同的化学元素，并确定了一些相关化合物的化学式。瑞士化学家让·夏尔在1866年进一步证实“新元素”中除钽娘和铌娘以外别无其他元素萌娘。

1864年，德马里尼亚在氢气中对氯化铌进行还原反应，首次制成铌金属。

召唤方式

像我这么Nb的萌娘，你们难道不想召唤出来吗?

实验室召唤术

实验室制法：钠娘还原氟化铌酱
方程式：

$$\ce{5 Na + NbF5 ->Nb + 5 NaF}$$

更真实的实验室召唤术：氪金购买Nb娘。

熊孩子召唤术

熊孩子制法：利用铝热反应，其中氧化铁酱和氧化铌酱与铝娘反应
方程式：

$$\ce{3 Nb2O5 + Fe2O3 + 12 Al -> 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3}$$

好孩子可不能尝试啊!

工业召唤术

工业制法：提纯矿石中的五氧化二铌酱，再用氢娘或碳娘对五氧化二铌酱进行还原。

• 由于铌娘和下面的钽娘十分相像，且她们的家也住的很近。所以人们想要利用他们，先要对矿石内的五氧化二钽酱和五氧化二铌酱进行区分。
  

根据铌娘和钽娘和氟娘百合的产物的水性不同，人们第一步就要用氢氟酸酱进行处理。

$$\ce{Ta2O5 + 14 HF -> 2 H2[TaF7] + 5 H2O}$$

$$\ce{Nb2O5 + 10 HF -> 2 H2[NbOF5] v + 3 H2O}$$

• 加入氟化钾酱能使铌娘的沉淀成配合物，最后加入氨娘则可沉淀出五氧化二铌酱。
  

$$\ce{H2[NbOF5] + 2 KF -> K2[NbOF5] v + 2 HF}$$

$$\ce{2 H2[NbOF5] + 10 NH3·H2O -> Nb2O5 v + 10 NH4F + 7 H2O}$$

• 最后用氢娘或碳娘对五氧化二铌酱进行还原。
  

$$\ce{Nb2O5 + 5 H2 -> 2 Nb + 5 H2O}$$

元素娘趣事

1. 20世纪初，铌娘开始了第一次商业上的应用：电灯泡灯丝。不过铌娘很快就被钨娘淘汰了，因为钨娘的熔点比铌娘更高，更适合作灯丝材料。
   
2. “Columbium”（钶，符号Cb）是哈契特对新元素萌娘所给的最早命名。这一名称在美国一直有广泛的使用，直到现在美国地质学家和金属学家依旧在使用这个旧名。
   

看完了？怎么样是不是能理解我的Nb了?