铌是灰白色金屬,熔點(diǎn)2468℃,沸點4742℃,密(mì)度8.57克(kè)/立方厘米。室溫下铌在空氣中穩定,在氧氣中紅熱時也不被(bèi)完全氧化,高溫下(xià)與硫、氮(dàn) 、碳直接化合 ,能與鈦 、鋯、鉿、鎢形成合金。不與無機酸或堿作用,也不溶於王水,但可溶於氫氟酸。铌的氧化態為(wéi)-1、+ 2、+3、+4和+5,其中以+5價化合物最穩定。
铌是一種帶光澤的灰色金屬(shǔ),具(jù)有順磁性,屬於元素周期表上的5族(zú)。高純度铌金屬的延展性較高,但會隨雜質含量的增加而變硬。它的最外電子層排布和其他的5族元素非常不同。同樣的現象也出現在前後的釕(44)、銠(45)和鈀(46)元素上。
Z
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元素
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每層電子數(shù)
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23
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釩
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2, 8, 11, 2
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41
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铌
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2, 8, 18, 12, 1
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73
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鉭
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2, 8, 18, 32, 11, 2
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105
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觀
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2, 8, 18, 32, 32, 11, 2(預測)
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铌在低溫狀態下(xià)會呈現超導體性質。在標(biāo)準大氣壓力下,它的臨界溫度為9.2K,是所有單質超導體中最高的。其磁穿透深度也是所(suǒ)有元素中(zhōng)最高的。铌是三種單質第II類超導體(tǐ)之一,其(qí)他兩種分別為釩和锝。铌金屬的純度會大大影響其(qí)超導性質 。
铌(ní)對於熱(rè)中子的捕獲截麵很低(dī),因此在核工業(yè)上有相當的用處。
铌金屬室溫下在空氣中是極其穩定的,不與空氣作用。雖然它在單質狀態下的熔點較高(2,468°C),但(dàn)其密度(dù)卻比其(qí)他難熔金屬低。铌還能(néng)抵禦(yù)各種侵(qīn)蝕,並能形成(chéng)介電氧化(huà)層。
铌的電正性比位於其左邊的鋯元素低。其原子大小和位於(yú)其下方的鉭元素原子幾乎相(xiàng)同,這是鑭係收(shōu)縮效應(yīng)所造成的。這使得铌的化學性質與鉭(tǎn)非常相近。雖然它的抗腐蝕性沒有鉭這(zhè)麽高,但是它價格更低,也更為常見,所以(yǐ)在要求較低的情況下常用以代替鉭,例如作化工廠化學物槽內塗層物料。
主條目:铌的同位素。
自然產生的铌由一種穩定同位素組成(chéng):Nb。截(jié)至2003年,已合成的放射(shè)性同位素共有至少32種,原子量在81和113之(zhī)間。其中最穩(wěn)定的是Nb,半衰期有3470萬年(nián);Nb是最不穩定的同(tóng)位素之(zhī)一,其半衰(shuāi)期估計隻有(yǒu)30毫秒。比Nb更輕的同位素一般進行β衰變,比它重的則會進(jìn)行(háng)β衰變。例外包括:Nb、Nb和Nb會進行少量β緩發質子(zǐ)發射,Nb會進行電子捕獲和(hé)正電子發射,而Nb會同時進行正電子(β)和電子(β)發射。
已知的同(tóng)核異構體共有25種,質量數介乎84至104。這個質量區間內(nèi)的同位素(sù)中,隻有Nb、Nb和Nb不具有同核(hé)異構(gòu)體(tǐ)。最穩定的铌同核異構體是Nb,半衰期為16.13年;最不穩定(dìng)的是Nb,半衰期為103納(nà)秒。除Nb進行少量電子捕獲之外,所有同核(hé)異構體的衰變方式都是同核異構體轉(zhuǎn)換或β衰變。