Ниобий — элемент пятой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер — 41. Обозначается символом Nb. Простое вещество ниобий — блестящий металл серебристо-серого цвета с кубической объёмноцентрированной кристаллической решёткой типа α-Fe, а 0,3294. Для ниобия известны изотопы с массовыми числами от 81 до 113. Устаревшее название — колумбий.История:Ниобий был открыт в 1801 г. английским учёным Чарльзом Хэтчетом в минерале, присланном ещё в 1734 году в Британский музей из штата Массачусетс Джоном Уинтропом  - Джона Уинтропа младшего. Минерал был назван колумбитом, а химический элемент получил название «колумбий» в честь страны, откуда был получен образец — Колумбии.В 1802 году А. Г. Экеберг открыл тантал, который совпадал практически по всем химическим свойствам с ниобием, и поэтому долгое время считалось, что это один и тот же элемент. Лишь в 1844 году немецкий химик Генрих Розе установил, что это отличный от тантала элемент и переименовал его в «ниобий» в честь дочери Тантала Ниобы, чем подчеркнул сходство между элементами. Однако в некоторых странах долго сохранялось первоначальное название элемента — колумбий, и только в 1950 году решением Международного союза теоретической и прикладной химии элементу окончательно было присвоено название ниобий.Впервые чистый ниобий был получен в конце XIX века французским химиком Анри Муассаном электротермическим путём: он восстановил оксид ниобия углеродом в электропечи.Нахождение в природе:Кларк ниобия — 18 гт. Содержание ниобия увеличивается от ультраосновных к кислым породам. Ниобию всегда сопутствует тантал. Близкие химические свойства ниобия и тантала обусловливают совместное их нахождение в одних и тех же минералах и участие в общих геологических процессах. Ниобий способен замещать титан в ряде титансодержащих минералов. Форма нахождения ниобия в природе может быть разной: рассеянной и минеральной. В общей сложности известно более ста минералов, содержащих ниобий. Из них промышленное значение имеют лишь некоторые: колумбит-танталит 2  O 6 , пирохлор 2  2  O 6  , лопарит O 3   Месторождения:Получение:Руды ниобия — обычно комплексные и бедны металлом. Рудные концентраты содержат Nb 2  O 5 : пирохлоровые — не менее 37 %, лопаритовые — 8 %, колумбитовые — 30—60 %. Большую их часть перерабатывают алюмо- или силикотермическим восстановлением на феррониобий и ферротанталониобий. Металлический ниобий получают из рудных концентратов по сложной технологии в три стадии:Основные промышленные методы производства ниобия и его сплавов — алюмотермический, натрийтермический, карботермический: из смеси Nb 2  O 5  и сажи вначале получают при 1800 °C в атмосфере водорода карбид, затем из смеси карбида и пятиокиси при 1800—1900 °C в вакууме — металл; для получения сплавов ниобия в эту смесь добавляют окислы легирующих металлов; по другому варианту ниобий восстанавливают при высокой температуре в вакууме непосредственно из Nb 2  O 5  сажей. Натрийтермическим способом ниобий восстанавливают натрием из K 2 , алюминотермическим — алюминием из Nb 2  O 5. Компактный металл производят методами порошковой металлургии, спекая спрессованные из порошков штабики в вакууме при 2300 °C либо электронно-лучевой и вакуумной дуговой плавкой; монокристаллы ниобия высокой чистоты — бестигельной электронно-лучевой зонной плавкой.Природный ниобий состоит из единственного стабильного изотопа — 93  Nb. Все остальные искусственно полученные изотопы ниобия с массовыми числами от 81 до 113 радиоактивны. Наиболее долгоживущий изотоп — 92  Nb с периодом полураспада 34,7 млн лет.Химические свойства:Химически ниобий довольно устойчив, но уступает в этом отношении танталу. На него практически не действуют соляная, ортофосфорная, разбавленная серная, азотная кислоты. Металл растворяется в плавиковой кислоте HF, смеси HF и HNO 3 , концентрированных растворах едких щелочей, а также в концентрированной серной кислоте при нагревании свыше 150 °C. При прокаливании на воздухе окисляется до Nb 2  О 5. Для этого оксида описано около 10 кристаллических модификаций. При обычном давлении стабильна β-форма Nb 2  О 5.При сплавлении Nb 2  О 5  с различными оксидами получают ниобаты: Ti 2  Nb 10  О 29 , FeNb 49  О 124. Ниобаты могут рассматриваться как соли гипотетических ниобиевых кислот. Они делятся на метаниобаты MNbO 3 , ортониобаты M 3  NbO 4 , пирониобаты M 4  Nb 2  O 7  или полиниобаты M 2  O·nNb 2  O 5. Известны ниобаты двух- и трехзарядных катионов.Ниобаты реагируют с HF, расплавами гидрофторидов щелочных металлов и аммония. Некоторые ниобаты с высоким отношением M 2  ONb 2  O 5  гидролизуются:Ниобий образует NbO 2 , NbO, ряд оксидов, промежуточных между NbO 2,42  и NbO 2,50  и близких по структуре к β-форме Nb 2  О 5.С галогенами ниобий образует пентагалогениды NbHal 5 , тетрагалогениды NbHal 4  и фазы NbHal 2,67   — NbHal 3+x , в которых имеются группировки Nb 3  или Nb 2. Пентагалогениды ниобия легко гидролизуются водой.В присутствии паров воды и кислорода NbCl 5  и NbBr 5  образуют оксигалогениды NbOCl 3  и NbOBr 3   — рыхлые ватообразные вещества.При взаимодействии ниобия и графита образуются карбиды Nb 2  C и NbC, твёрдые жаропрочные соединения. В системе Nb — N существуют несколько фаз переменного состава и нитриды Nb 2  N и NbN. Сходным образом ведёт себя ниобий в системах с фосфором и мышьяком. При взаимодействии ниобия с серой получены сульфиды: NbS, NbS 2  и NbS 3. Синтезированы двойные фториды Nb и калия  — K 2.Из водных растворов выделить электрохимически ниобий пока не удалось. Возможно электрохимическое получение сплавов, содержащих ниобий. Электролизом безводных солевых расплавов может быть выделен металлический ниобий.Применение:Применение и производство ниобия быстро возрастают, что обусловлено сочетанием таких его свойств, как тугоплавкость, малое сечение захвата тепловых нейтронов, способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и др. сплавы, коррозионная стойкость, геттерные свойства, низкая работа выхода электронов, хорошие обрабатываемость давлением на холоде и свариваемость.Основные области применения ниобия: ракетостроение, авиационная и космическая техника, радиотехника, электроника, химическое аппаратостроение, атомная энергетика.Применение металлического ниобия:Из чистого ниобия или его сплавов изготовляют детали летательных аппаратов; оболочки для урановых и плутониевых тепловыделяющих элементов; контейнеры и трубы для жидких металлов; детали электролитических конденсаторов; «горячую» арматуру электронных и мощных генераторных ламп ; коррозионноустойчивую аппаратуру в химической промышленности.Ниобием легируют другие цветные металлы, в том числе уран. Например, алюминий, если в него ввести всего 0,05 % ниобия, совсем не реагирует со щелочами, хотя в обычных условиях он в них растворяется. Сплав ниобия с 20 % меди обладает высокой электропроводностью и при этом он вдвое твёрже и прочнее чистой меди.Ниобий применяют в криотронах — сверхпроводящих элементах вычислительных машин. Ниобий также известен тем, что он используется в ускоряющих структурах большого адронного коллайдера.Ниобий и тантал используют для производства электролитических конденсаторов высокой удельной ёмкости. Тантал позволяет производить более качественные конденсаторы, чем металлический ниобий. Однако конденсаторы на основе оксида ниобия наиболее надёжны и устойчивы к возгоранию.Австрия, Британские Виргинские Острова, Канада, Латвия, Либерия, Люксембург, Палау и Сьерра-Леоне выпускают биметаллические памятные монеты с использованием ниобия.Файл:2003 Austria 25 Euro 700 Years City of Hall in Tyrol back.jpg - €25 «700 лет городу Халль в Тироле».Файл:2004 Austria 25 Euro 150 Years Semmering Alpine Railway back.jpg - €25 «150-летие Альпийской железной дороге».Интерметаллиды и сплавы ниобия:Станнид Nb 3  Sn, германид Nb 3  Ge, нитрид NbN и сплавы ниобия с титаном и цирконием применяются для изготовления сверхпроводящих соленоидов. Так, обмотки сверхпроводящих магнитов Большого адронного коллайдера изготовлены из 1200 тонн кабеля из сплава ниобий-титан.Ниобий и сплавы с танталом во многих случаях заменяют тантал, что даёт большой экономический эффект.Феррониобий вводят в нержавеющие хромоникелевые стали для предотвращения их межкристаллитной коррозии и разрушения и в стали др. типов для улучшения их свойств.Ниобий используется при чеканке коллекционных монет. Так, Банк Латвии утверждает, что в коллекционных монетах достоинством 1 лат наряду с серебром используется ниобий.Применение соединений ниобия:Карбид ниобия в сплаве с карбидом циркония и карбидом урана-235 является важнейшим конструкционным материалом для тепловыделяющих элементов твердофазных ядерных реактивных двигателей.Нитрид ниобия NbN используется для производства тонких и ультратонких сверхпроводящих плёнок с критической температурой от 5 до 10 К с узким переходом, порядка 0,1 К.Сверхпроводящие материалы первого поколения:Один из активно применяемых сверхпроводников. имеют температуру сверхпроводящего перехода до 23,2 К.Исключительная стойкость ниобия и его сплавов с танталом в перегретом паре цезия-133 делает его одним из наиболее предпочтительных и дешёвых конструкционных материалов для термоэмиссионных генераторов большой мощности.Физиологическое действие: