7440-03-1

Niobium

Pix.gif Niobium Nuvola apps edu science.svg
ZirconiumNiobiumMolybdène
V
  Lattice body centered cubic.svg
 
41
Nb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Nb
Ta
Table complèteTable étendue
Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Niobium, Nb, 41
Série chimique métaux de transition
Groupe, Période, Bloc 5, 5, d
Masse volumique 8570 kg/m3
Couleur Gris métallique
N° CAS 7440-03-1
N° EINECS 231-113-5
Propriétés atomiques
Masse atomique 92,906 38 u
Rayon atomique (calc) 145 (198) pm
Rayon de covalence 137 pm
Rayon de van der Waals  ?
Configuration électronique [Kr] 4d4 5s1
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 12, 1
État(s) d'oxydation 5, 3
Oxyde Acide faible
Structure cristalline Cubique corps centré
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Température de fusion 2 476,9 °C ; 2 750 K
Température d'ébullition 4 743,9 °C ; 5 017 K
Énergie de fusion 26,4 kJ/mol
Énergie de vaporisation 696,6 kJ/mol
Température critique  K
Pression critique  Pa
Volume molaire 14,02×10-6 m3/mol
Pression de vapeur 0,075 5 Pa à 2 467,9 °C
Vitesse du son 3480 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,6
Chaleur massique 265 J/(kg·K)
Conductivité électrique 6,93×106 S/m
Conductivité thermique 53,7 W/(m·K)
1e Énergie d'ionisation 652,1 kJ/mol
2e Énergie d'ionisation 2416 kJ/mol
3e Énergie d'ionisation 3700 kJ/mol
4e Énergie d'ionisation 4877 kJ/mol
5e Énergie d'ionisation 9847 kJ/mol
6e Énergie d'ionisation 12 100 kJ/mol
7e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation7}}} kJ/mol
8e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation8}}} kJ/mol
9e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation9}}} kJ/mol
10e Énergie d'ionisation {{{potentiel_ionisation10}}} kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
91Nb {syn.} 680 a ε 1,253 91Zr
92Nb {syn.} 34,7 Ma β-
—-—-
ε
0,356
—-—-
2,006
92Mo
—-—-
92Zr
93Nb 100 % stable avec 52 neutrons
94Nb {syn.} 20 300 a β- 2,045 94Mo
Précautions
NFPA 704
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.

Sommaire

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 Niobé, 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.

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.

Les États-Unis ont longtemps utilisé le nom « colombium » (symbole Cb), du district de Columbia où le minéral a été découvert. Bien que « niobium » soit le nom officiel, on trouve encore « colombium » dans diverses publications.

Provenance

Le principal pays producteur de niobium est le Brésil, à 80% de la production mondiale, tandis qu'une seule mine située à Saint-Honoré, au Québec, Canada, compte pour 15% de la production mondiale. Dans le Nord-Kivu en République Démocratique du Congo. Madagascar devient producteur en 2008.

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.

Pour les aciers à haute caractéristiques, l'adjonction bien précise de niobium, de titane et d'aluminium génère un caractère qualifié de dispersoïde. Un tel acier à dispersoïdes a une résistance améliorée (limite d'élasticité et limite de rupture, allongement, striction, résiliences) car la combinaison Ti - Al - Nb favorise l'affinement des grains. L'addition d'élément dispersoïde est très faible mais nécessite une grande précision de dosage, on parle aussi d'aciers micro-alliés.

Les qualités du niobium en font l'une des huit matières premières stratégiques considérées comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix[1].

Aimant supraconducteur

On utilise de l'acier au niobium (60 % de niobium) et des alliages de niobium, zirconium ou étain dans des aimants supraconducteurs. L'alliage supraconducteur le plus utilisé est Nb3Ge possédant une température critique de 23K (-250 °C).

Métal d'apport pour le soudage à l'arc

On utilise des alliages de niobium, avec le zirconium, le molybdène, le vanadium, le chrome ou le tungstène comme métal d'apport pour souder à l'arc certains aciers inoxydables.

Orthopédie

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.

Niobium

Précautions

Les composés du Niobium se rencontrent assez rarement dans la nature, mais beaucoup d'entre eux sont hautement toxiques et doivent être traités avec attention. La poussière métallique de niobium provoque une irritation oculaire et dermique et accroît les risques d'incendie. Le niobium n'a pas de rôle biologique connu.

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

Le niobium est avec l'or le seul métal qui se laisse forger à froid par l'artisan.Sa coloration par anodisation est similaire à celle des autres métaux réfractaires tel que le Titane. Pour plus de détail, voir http://www.archaeometry.org/interaction.htm

Aérospatiale

En alliage avec l'acier, le niobium constitue un métal très résistant et très étanche pour les fusées et les satellites envoyés dans l'espace (Apollo 11 était fait à 60 % en acier au niobium).

Notes et références

  1. Avec le germanium (électronique avancée) ; le titane (sous-marins de chasse, alliage extrêmement résistant ; magnésium (explosifs) ; platine (contacts aussi conducteurs que l'or pour l'aviation, circuits avec contacts rapides) ; mercure (chimie nucléaire, instruments de mesure) ; molybdène (acier) ; cobalt (chimie nucléaire). (Christine Ockrent, comte de Marenches, Dans le secret des princes, éd. Stock, 1986, p; 193.)

Wiktprintable without text.svg

Voir « niobium » sur le Wiktionnaire.

Sources

  • Louis Perron, Le Niobium, Ressources naturelles Canada


  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cp Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
Métaux alcalins  Métaux alcalino-terreux  Métaux de transition Métaux pauvres
Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés
  • Portail de la chimie Portail de la chimie
  • Portail des minéraux et roches Portail des minéraux et roches

Ce document provient de « Niobium ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article 7440-03-1 de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • 7440-29-1 — Thorium Thorium Actinium …   Wikipédia en Français

  • 7440-57-5 — Or Pour les articles homonymes, voir Or (homonymie). Or …   Wikipédia en Français

  • 7440-62-2 — Vanadium Vanadium Titane …   Wikipédia en Français

  • 7440-23-5 — Sodium Sodium Néon ← …   Wikipédia en Français

  • 7440-44-0 — Carbone Pour les articles homonymes, voir Carbone (homonymie). Carbone …   Wikipédia en Français

  • 7440-00-8 — Néodyme Néodyme Praséodyme …   Wikipédia en Français

  • 7440-27-9 — Terbium Terbium Gadolinium …   Wikipédia en Français

  • 7440-64-4 — Ytterbium Ytterbium Thulium …   Wikipédia en Français

  • Liste De Cancérogènes Du Groupe 1 Du CIRC — Cette liste énumère toutes les substances, mélanges et circonstances d’exposition évaluées à ce jour et classées dans le Groupe 1 du CIRC: Les agents cancérogènes certains pour l’homme. Les circonstances d’exposition (professionnelles ou autres)… …   Wikipédia en Français

  • Liste de cancerogenes du groupe 1 du CIRC — Liste de cancérogènes du groupe 1 du CIRC Cette liste énumère toutes les substances, mélanges et circonstances d’exposition évaluées à ce jour et classées dans le Groupe 1 du CIRC: Les agents cancérogènes certains pour l’homme. Les circonstances… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”