नाइओबियम (Nb): यह क्या है, इसके लिए क्या है और यह कहाँ पाया जाता है

नाइओबियम (Nb) आवर्त सारणी के समूह 5 से संबंधित परमाणु संख्या 41 का रासायनिक तत्व है।

यह ठोस अवस्था में प्राकृतिक रूप से उपलब्ध संक्रमण धातु है, जिसकी खोज 1801 में ब्रिटिश रसायनज्ञ चार्ल्स हैचेट ने की थी।

नाइओबियम वाले खनिज दुनिया में दुर्लभ हैं, लेकिन ब्राजील में प्रचुर मात्रा में हैं, इस धातु के सबसे बड़े भंडार वाले देश।

अपने गुणों, उच्च चालकता और संक्षारण प्रतिरोध के कारण, इस तत्व में स्टील उत्पादन से लेकर रॉकेट निर्माण तक कई अनुप्रयोग हैं।

इसके बाद, हम इस रासायनिक तत्व और उन विशेषताओं का परिचय देंगे जो इसे इतना महत्वपूर्ण बनाती हैं।

नाइओबियम क्या है?

नाइओबियम एक दुर्दम्य धातु है, अर्थात यह गर्मी और पहनने के लिए बहुत प्रतिरोधी है।

इस वर्ग की धातुएँ हैं: नाइओबियम, टंगस्टन, मोलिब्डेनम, टैंटलम और रेनियम, जिसमें नाइओबियम सबसे हल्का है।

नाइओबियम खनिजों में प्रकृति में होता है, आमतौर पर अन्य तत्वों से जुड़ा होता है, मुख्य रूप से टैंटलम, क्योंकि दोनों में बहुत समान भौतिक रासायनिक गुण होते हैं।

इस रासायनिक तत्व को आवर्त सारणी पर एक संक्रमण धातु के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह उज्ज्वल है, कम कठोरता का, विद्युत प्रवाह के पारित होने के लिए कम प्रतिरोध और जंग के लिए प्रतिरोधी है।

नाइओबियम के भौतिक गुण

शारीरिक अवस्था	कमरे के तापमान पर ठोस
रंग और दिखावट	धात्विक धूसर
घनत्व	8.570 ग्राम/सेमी^3
संलयन बिंदु	2468°C
क्वथनांक	४७४२ डिग्री सेल्सियस
क्रिस्टलीय संरचना	शरीर केंद्रित घन - सीसीसी
ऊष्मीय चालकता	54.2 डब्ल्यू एम^-1 क^-1

नाइओबियम के रासायनिक गुण

वर्गीकरण	संक्रमण धातु
परमाणु क्रमांक	41
खंड मैथा	घ
समूह	5
समय पाठ्यक्रम	5
परमाण्विक भार	९२,९०६३८ यू
परमाणु किरण	1,429 Å
आम आयन	नायब^5^+ और एनबी^3^+
वैद्युतीयऋणात्मकता	१.६ पॉलिंग

इस धातु का उपयोग करने का मुख्य लाभ यह है कि इस तत्व की केवल मात्रा ग्राम में हो सकती है एक टन लोहे को संशोधित करें, जिससे धातु हल्का हो, जंग के लिए प्रतिरोधी और अधिक कुशल।

नाइओबियम कहाँ पाया जाता है?

प्रकृति में मौजूद अन्य पदार्थों की तुलना में, नाइओबियम में 24 भागों प्रति मिलियन के अनुपात में कम सांद्रता होती है।

यह धातु निम्नलिखित देशों में पाई जाती है: ब्राजील, कनाडा, ऑस्ट्रेलिया, मिस्र, कांगो लोकतांत्रिक गणराज्य, ग्रीनलैंड, रूस, फिनलैंड, गैबॉन और तंजानिया।

ब्राजील में नाइओबियम

1950 के दशक में, ब्राजील के भूविज्ञानी Djalma Guimares द्वारा ब्राजील में इस धातु से युक्त पाइरोक्लोर अयस्क का सबसे बड़ा भंडार खोजा गया था।

नाइओबियम युक्त अयस्कों की बड़ी मात्रा ब्राजील में स्थित है, जो दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक है, जिसके पास धातु के 90% से अधिक भंडार है।

खोजे गए भंडार मिनस गेरैस, अमेज़ॅनस, गोआस और रोंडोनिया राज्यों में स्थित हैं।

नाइओबियम अयस्क

नाइओबियम प्रकृति में पाया जाता है जो हमेशा अन्य रासायनिक तत्वों से जुड़ा होता है। प्रकृति में नाइओबियम और टैंटलम युक्त 90 से अधिक खनिज प्रजातियां पहले से ही ज्ञात हैं।

नीचे दी गई तालिका में, हम कुछ ऐसे अयस्कों को देख सकते हैं जिनमें नाइओबियम, मुख्य विशेषताएं और प्रत्येक सामग्री में उपलब्ध नाइओबियम सामग्री शामिल है।

कोलम्बाइट टैंटलाइट
रचना:	(फे, एमएन) (नायब, टा)2हे6
नाइओबियम सामग्री (अधिकतम):	Nb. का ७६%2हे5
विशेषताएं:	ऑर्थोरोम्बिक खनिज परिवर्तनीय सापेक्ष घनत्व 5.2 से 8.1 ग्राम/सेमी^3 यह समान संरचनाएं बनाता है, जिसमें टैंटलम और नाइओबियम सभी अनुपातों में एक दूसरे को प्रतिस्थापित करते हैं।

पायरोक्लोराइट
रचना:	(एट2,यहाँ)2(नायब, तिवारी)(ओ, एफ)7
नाइओबियम सामग्री (अधिकतम):	Nb. का ७१%2हे5
विशेषताएं:	अष्टफलकीय आदत का आइसोमेट्रिक खनिज 4.5 ग्राम/सेमी. का आपेक्षिक घनत्व^3 इसमें बैरियोपाइरोक्लोर किस्म है, जिसमें इसकी संरचना में बेरियम तत्व शामिल है।

लोपेराइट
रचना:	(सी, ना, सी)2(तिवारी, नायब)2हे6
नाइओबियम सामग्री (अधिकतम):	Nb. का 20%2हे5
विशेषताएं:	दानेदार से भंगुर खनिज घनत्व 4.77 ग्राम/सेमी^3 आइसोमेट्रिक सिस्टम में क्रिस्टलाइज़ होता है

नाइओबियम अन्वेषण

जब तक विपणन किए जाने वाले उत्पादों का निर्माण नहीं हो जाता, तब तक नाइओबियम अयस्कों में परिवर्तन होता है।

प्रक्रिया चरणों को संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

1. खुदाई
2. नाइओबियम सांद्रता
3. नाइओबियम शोधन
4. नाइओबियम उत्पाद

खनन वहां होता है जहां अयस्क के भंडार होते हैं, जिन्हें विस्फोटकों का उपयोग करके निकाला जाता है और बेल्ट द्वारा ले जाया जाता है जहां एकाग्रता चरण होता है।

अयस्क के टूटने के साथ सांद्रण होता है, पीसने से अयस्क के क्रिस्टल अधिक महीन हो जाते हैं और इसका उपयोग करते हैं चुंबकीय पृथक्करण लौह अंश अयस्क से हटा दिए जाते हैं।

नाइओबियम के शोधन में सल्फर, पानी, फास्फोरस और सीसा का निष्कासन होता है।

नाइओबियम युक्त उत्पादों में से एक लौह-नाइओबियम मिश्र धातु है, जो निम्नलिखित समीकरण के अनुसार निर्मित होता है:

इस प्रक्रिया को एल्युमिनोथर्मिया कहा जाता है जिसमें अयस्क का सांद्रण रिएक्टरों में आयरन स्क्रैप या आयरन ऑक्साइड के साथ मिलाया जाता है।

धातु के आक्साइड उच्च तापमान के तहत एल्यूमीनियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे ब्याज का उत्पाद तैयार होता है।

सबसे अधिक व्यावसायीकृत नाइओबियम उत्पाद हैं:

• नाइओबियम सांद्रण: एक आधार जिसमें 58% Nb. होता है₂हे₅.
• आयरन-नाइओबियम मिश्र धातु: इसमें 65% नाइओबियम होता है।
• उच्च शुद्धता ऑक्साइड: विशेष सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

नाइओबियम किसके लिए है?

नाइओबियम की विशेषताएं इस तत्व को तेजी से वांछनीय और अनगिनत अनुप्रयोगों के साथ बनाती हैं।

1905 में इसकी खोज के बाद से, नाइओबियम के लिए आवेदनों की जांच शुरू हुई, जब जर्मन रसायनज्ञ वर्नर वॉन बोल्टन ने शुद्ध रूप में तत्व का उत्पादन किया।

50 ने नाइओबियम अनुप्रयोगों के लिए एक महान खोज का प्रतिनिधित्व किया, क्योंकि तब तक इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं किया गया था।

इस अवधि के दौरान, शीत युद्ध ने एयरोस्पेस घटकों में इस्तेमाल होने वाली इस धातु में रुचि जगाई।

नीचे उन तरीकों की सूची दी गई है जिनमें नाइओबियम का उपयोग किया जाता है।

मिश्र धातु

एक मिश्र धातु में नाइओबियम मिलाने से इसकी कठोरता बढ़ जाती है, यानी गर्मी के संपर्क में आने और फिर ठंडा होने पर सख्त होने की क्षमता। इस प्रकार, नाइओबियम युक्त सामग्री को विशिष्ट गर्मी उपचार के अधीन किया जा सकता है।

कार्बन और नाइट्रोजन के साथ नाइओबियम की आत्मीयता मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों का समर्थन करती है, उदाहरण के लिए, यांत्रिक शक्ति और अपघर्षक पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि।

ये प्रभाव फायदेमंद होते हैं क्योंकि वे मिश्र धातु के औद्योगिक अनुप्रयोगों का विस्तार कर सकते हैं।

स्टील, उदाहरण के लिए, लोहे और कार्बन द्वारा निर्मित एक धातु मिश्र धातु है। इस मिश्र धातु में नाइओबियम मिलाने के निम्नलिखित फायदे हो सकते हैं:

• मोटर वाहन उद्योग: एक कार लाइटर का उत्पादन और टक्कर के लिए अधिक प्रतिरोधी।
• निर्माण: स्टील की वेल्डेबिलिटी में सुधार करता है और लचीलापन प्रदान करता है।
• परिवहन पाइपलाइन उद्योग: सुरक्षा को प्रभावित किए बिना पतली दीवारों और बड़े व्यास वाले निर्माण की अनुमति देता है।

सुपर मिश्र

सुपरलॉय एक धातु मिश्र धातु है जिसमें उच्च तापमान और यांत्रिक शक्ति के लिए उच्च प्रतिरोध होता है। नाइओबियम युक्त मिश्र इस सामग्री को विमान टर्बाइन या ऊर्जा उत्पादन के निर्माण में उपयोगी बनाते हैं।

उच्च तापमान पर संचालन का लाभ सुपर मिश्र उच्च प्रदर्शन जेट इंजन बनाता है।

अतिचालक चुंबक

नाइओबियम की अतिचालकता के कारण नाइओबियम-जर्मेनियम, नाइओबियम-स्कैंडियम और नाइओबियम-टाइटेनियम के यौगिकों का उपयोग किया जाता है:

• एमआरआई मशीनों का स्कैनर।
• कण त्वरक जैसे लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर।
• नाइओबियम नाइट्राइट युक्त सामग्री द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का पता लगाना और ब्रह्मांडीय विकिरण का अध्ययन।

आक्साइड

नाइओबियम के लिए अन्य अनुप्रयोग ऑक्साइड के रूप में होते हैं, मुख्यतः Nb₂हे₅. मुख्य उपयोग हैं:

• ऑप्टिकल लेंस
• सिरेमिक कैपेसिटर
• पीएच सेंसर
• इंजन के भाग
• आभूषण

नाइओबियम का इतिहास और खोज

१७३४ में जॉन विन्थ्रोप के व्यक्तिगत संग्रह से संबंधित कुछ अयस्कों को अमेरिका से इंग्लैंड ले जाया गया और ये वस्तुएं लंदन में ब्रिटिश संग्रहालय के संग्रह का हिस्सा थीं।

रॉयल सोसाइटी में शामिल होने पर, ब्रिटिश रसायनज्ञ चार्ल्स हैचेट ने संग्रहालय में उपलब्ध अयस्कों की संरचना की जांच पर ध्यान केंद्रित किया। इस प्रकार, 1801 में, उन्होंने ऑक्साइड के रूप में एक रासायनिक तत्व को अलग किया, और इसे कोलम्बियम और उस अयस्क का नाम दिया जिससे इसे कोलम्बाइट निकाला गया था।

1802 में, स्वीडिश रसायनज्ञ एंडर्स गुस्ताफ एकेबर्ग ने एक नए रासायनिक तत्व की खोज की सूचना दी और ग्रीक पौराणिक कथाओं में ज़ीउस के पुत्र के संदर्भ में इसे टैंटलम नाम दिया।

१८०९ में, अंग्रेजी रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी विलियम हाइड वोलास्टन ने इन दो तत्वों का विश्लेषण किया और पाया कि उनमें बहुत समान विशेषताएं थीं।

इस तथ्य के कारण, 1809 से 1846 तक, कोलम्बियम और टैंटलम को एक ही तत्व माना जाता था।

बाद में, जर्मन खनिज विज्ञानी और रसायनज्ञ हेनरिक रोज़ ने कोलम्बाइट अयस्क की जांच करते हुए कहा कि टैंटलम भी मौजूद था।

रोज़ ने टैंटलम के समान एक अन्य तत्व की उपस्थिति पाई और इसे ग्रीक पौराणिक कथाओं से टैंटलस की बेटी निओब के संदर्भ में निओबियस कहा।

1864 में, स्वेड क्रिश्चियन ब्रोमस्ट्रैंड ने हाइड्रोजन वातावरण में गर्म किए गए क्लोराइड के नमूने से नाइओबियम को अलग करने में कामयाबी हासिल की।

1950 में, यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) ने कोलम्बियम के बजाय आधिकारिक नाम के रूप में नाइओबियम को मंजूरी दी, क्योंकि वे एक ही रासायनिक तत्व थे।

नाइओबियम सारांश

रासायनिक तत्व: नाइओबियम
प्रतीक	नायब	खोज करनेवाला	चार्ल्स हैचेट
परमाणु क्रमांक	41	परमाणु भार	92,906 यू
समूह	5	समय पाठ्यक्रम	5
वर्गीकरण	संक्रमण धातु	इलेक्ट्रॉनिक वितरण	[क्र] ४डी^3५एस^2
विशेषताएं	आग रोक धातु ठोस, तन्य और निंदनीय उच्च चालकता जंग रोधी
मुख्य अयस्क	कोलम्बाइट-टैंटलाइट: ७६% नायब सामग्री2हे5 पायरोक्लोराइट: 71% नायब सामग्री2हे5 लोपेराइट: 20% नायब सामग्री2हे5
मुख्य उत्पाद	नाइओबियम ध्यान लगाओ लौह-निओबियम मिश्र धातु उच्च शुद्धता नाइओबियम ऑक्साइड
अनुप्रयोग	धातु मिश्र धातु: नागरिक निर्माण और परिवहन Superalloys: विमान और रॉकेट टर्बाइन सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट: चुंबकीय अनुनाद मशीनें ऑक्साइड: विभिन्न रंगों में गहने
घटना	इस दुनिया में	ब्राज़िल कनाडा ऑस्ट्रेलिया मिस्र कांगो लोकतांत्रिक गणराज्य ग्रीनलैंड रूस फिनलैंड गैबॉन तंजानिया।
ब्राजील में	मिना गेरियास Amazons गोइआसु रोन्डोनिया

एनेम व्यायाम और प्रवेश परीक्षा

1. (एनेम/2018) ग्रीक पौराणिक कथाओं में, निओबिया टैंटलस की बेटी थी, दो पात्र अपनी पीड़ा के लिए जाने जाते थे। 41 के बराबर परमाणु क्रमांक (Z) वाले रासायनिक तत्व के रासायनिक और भौतिक गुण परमाणु क्रमांक 73 वाले तत्व के समान होते हैं जिससे वे भ्रमित हो जाते हैं।

इसलिए ग्रीक पौराणिक कथाओं में इन दो वर्णों के सम्मान में इन तत्वों को नाइओबियम (Z=41) और टैंटलम (Z=73) के नाम दिए गए। इन दो रासायनिक तत्वों ने धातु विज्ञान में, के उत्पादन में काफी आर्थिक महत्व हासिल कर लिया है सुपरकंडक्टर्स और अन्य उच्च अंत उद्योग अनुप्रयोगों में, ठीक रासायनिक और भौतिक गुणों के कारण दोनों के लिए सामान्य।

_{कीन, एस. गायब होने वाला चम्मच: और रासायनिक तत्वों से पागलपन, प्रेम और मृत्यु की अन्य सच्ची कहानियाँ। रियो डी जनेरियो: ज़हर, 2011 (अनुकूलित)।}

इन तत्वों का आर्थिक और तकनीकी महत्व, उनके रासायनिक और भौतिक गुणों की समानता के कारण, किसके कारण है

a) f सबलेवल में इलेक्ट्रॉन होते हैं।
बी) आंतरिक संक्रमण के तत्व होने के नाते।
ग) आवर्त सारणी पर एक ही समूह से संबंधित हैं।
d) उनके सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन क्रमशः 4 और 5 स्तरों पर हैं।
ई) क्रमशः क्षारीय पृथ्वी और क्षारीय के परिवार में स्थित हो।

उत्तर देखो

सही विकल्प: c) आवर्त सारणी पर एक ही समूह से संबंधित हैं।

आवर्त सारणी को 18 समूहों (परिवारों) में व्यवस्थित किया गया है, जहाँ प्रत्येक समूह समान गुणों वाले रासायनिक तत्वों को एक साथ लाता है।

ये समानताएं इसलिए होती हैं क्योंकि एक समूह के तत्वों में वैलेंस शेल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।

इलेक्ट्रॉनिक वितरण करना और सबसे ऊर्जावान सबलेवल से सबसे बाहरी सबलेवल में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने से हम उस समूह को ढूंढते हैं जिससे दो तत्व संबंधित होते हैं।

नाइओबियम
वितरण इलेक्ट्रानिक्स	1s^2 2s^2 २पी^6 ३एस^2 ३पी^6 ४एस^2 ३डी^10 ४पी^6५एस^2 4डी^3
की राशि इलेक्ट्रॉनों	अधिक ऊर्जावान + अधिक बाहरी 4डी^3 + 5s^2= 5 इलेक्ट्रॉन
समूह	5

टैंटलम
वितरण इलेक्ट्रानिक्स	1s^2 2s^2 २पी^6 ३एस^2 ३पी^6 ४एस^2 ३डी^10 ४पी^6 ५एस^2 4डी^10 ५पी^66s^2 4f^145डी^3
की राशि इलेक्ट्रॉनों	अधिक ऊर्जावान + अधिक बाहरी 5डी^3 + 6s^2 = 5 इलेक्ट्रॉन
समूह	5

तत्व नाइओबियम और टैंटलम:

• वे आवर्त सारणी पर एक ही समूह से संबंधित हैं।
• उनके सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन क्रमशः 5 और 6 के स्तर पर होते हैं, और इसलिए वे 5वें और 6वें आवर्त में स्थित होते हैं।
• उनके पास डी सबलेवल में इलेक्ट्रॉन हैं और इसलिए, वे बाहर संक्रमणकालीन तत्व हैं।

2. (आईएफपीई/2018) ब्राजील नाइओबियम का दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक है, जो इस धातु के 90% से अधिक भंडार के लिए जिम्मेदार है। Niobium, प्रतीक Nb, का उपयोग विशेष स्टील्स के उत्पादन में किया जाता है और यह जंग और अत्यधिक तापमान के लिए सबसे प्रतिरोधी धातुओं में से एक है। नायब यौगिक₂हे₅ यह लगभग सभी मिश्र धातुओं और नाइओबियम यौगिकों का अग्रदूत है। Nb. के आवश्यक द्रव्यमान वाले विकल्प पर निशान लगाएँ₂हे₅ 465 ग्राम नाइओबियम प्राप्त करने के लिए। दिया गया है: Nb = 93 g/mol और O = 16 g/mol।

क) 275 ग्राम
बी) 330 जी
ग) ९३० ग्राम
घ) ४६५ ग्राम
ई) ६६५ जी

उत्तर देखो

सही विकल्प: e) ६६५ g

नाइओबियम का अग्रदूत यौगिक Nb ऑक्साइड है₂हे₅ और मिश्र धातुओं में प्रयुक्त नाइओबियम मौलिक नायब रूप में है।

इसलिए, हमारे पास निम्नलिखित स्टोइकोमेट्रिक संबंध हैं:

Nb. का 1 मोल₂हे₅ Nb के 2 मोल उत्पन्न करता है, क्योंकि इस धातु के 2 परमाणुओं द्वारा नाइओबियम ऑक्साइड बनता है।

पहला चरण: उत्पादित नाइओबियम के मोल की संख्या की गणना करें जो 465 ग्राम से मेल खाती है।

यदि गणना से हमने देखा कि नाइओबियम का द्रव्यमान 5 मोल से मेल खाता है, तो Nb के मोल की मात्रा₂हे₅ उपयोग किया गया इस मान का आधा है, क्योंकि:

दूसरा चरण: नाइओबियम ऑक्साइड के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।

तीसरा चरण: नाइओबियम ऑक्साइड के द्रव्यमान की गणना करें जो 2.5 मोल से मेल खाती है।

3. (यूईसीई/२०१५) ब्राजील में दुनिया के ९८% नाइओबियम भंडार हैं, जिसमें कई औद्योगिक अनुप्रयोग हैं, जैसे, उदाहरण के लिए, गहने निर्माण में, हाइपरएलर्जेनिक प्रत्यारोपण, इलेक्ट्रोसिरेमिक, सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट, चुंबकीय अनुनाद मशीन, धातु मिश्र धातु, विशेष सिक्के और के उत्पादन में स्टील। नाइओबियम के लिए, नीचे दिए गए कथनों की समीक्षा करें और एकमात्र सही विकल्प पर निशान लगाएं।

a) इसका अवकलन इलेक्ट्रॉन अंतिम कोश में स्थित होता है।
b) यह एक प्रतिनिधि तत्व है।
c) इसकी वैद्युतीयऋणात्मकता वैनेडियम की तुलना में कम है।
d) यह आवर्त सारणी के चौथे आवर्त से संबंधित है।

उत्तर देखो

सही विकल्प: a) इसका अवकलन इलेक्ट्रॉन अंतिम कोश में स्थित होता है।

नाइओबियम का इलेक्ट्रॉनिक वितरण करते समय, यह देखा जा सकता है कि इसका विभेदक इलेक्ट्रॉन अंतिम खोल में स्थित है।

क्योंकि इसमें d सबलेवल में डिफरेंशियल इलेक्ट्रॉन होता है, यह एक बाहरी संक्रमण तत्व है।

चूँकि इसका सबसे बाहरी स्तर पाँचवीं परत में है, इसलिए नाइओबियम तालिका के पाँचवें आवर्त में स्थित है।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी तत्व की इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की क्षमता से संबंधित गुण है और यह according के अनुसार बदलता रहता है परमाणु त्रिज्या: परमाणु त्रिज्या जितनी छोटी होगी, इलेक्ट्रॉनों के लिए आकर्षण उतना ही अधिक होगा और इसलिए, अधिक से अधिक विद्युत ऋणात्मकता।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी मूल्यों के साथ तालिका से परामर्श करना, यह देखना संभव है कि नाइओबियम और वैनेडियम का मान 1.6 पॉलिंग के करीब है।

4. (यूईए/2014) नाइओबियम का प्राकृतिक समस्थानिक है ⁹³नायब। इस समस्थानिक में न्यूट्रॉनों की संख्या होती है

क) 41.
बी) 52.
ग) 93.
घ) 134.
ई) 144.

उत्तर देखो

सही विकल्प: b) 52.

आइसोटोप विभिन्न द्रव्यमान संख्या वाले रासायनिक तत्व के परमाणु होते हैं।

परमाणु द्रव्यमान किसी तत्व के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के योग से मेल खाता है।

प्रोटॉन की संख्या रासायनिक तत्व की परमाणु संख्या का प्रतिनिधित्व करती है और समस्थानिकों के लिए यह नहीं बदलता है।

इस प्रकार, न्यूट्रॉन की अलग-अलग संख्या के कारण समस्थानिकों की द्रव्यमान भिन्नता होती है।

यदि नाइओबियम की परमाणु संख्या 41 है, तो गणना द्वारा न्यूट्रॉन की संख्या दी जाती है:

5. (आईएफएमजी/2015) रासायनिक तत्व नाइओबियम, एनबी, का नाम ग्रीक देवी नीओब के नाम पर रखा गया है। ब्राजील धातु का दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक है, जो उत्पादन का 75% हिस्सा है। इसके मिश्र धातुओं की तापीय स्थिरता के कारण, नाइओबियम का उपयोग इंजन, प्रणोदन उपकरण और विभिन्न अतिचालक सामग्रियों के लिए विशेष उच्च शक्ति वाले स्टील मिश्र धातुओं के उत्पादन में किया जाता है। आवर्त सारणी पर नाइओबियम की स्थिति को देखते हुए, यह कहना सही है कि:

a) आपका सबसे ऊर्जावान सबलेवल सबलेवल होगा d।
बी) क्षार धातु परिवार से संबंधित एक तत्व है।
c) अन्य धातुओं के साथ आयनिक यौगिक बनाता है।
d) इसके धनायनों की परमाणु त्रिज्या शुद्ध तत्व से अधिक होगी।

उत्तर देखो

सही विकल्प: a) आपका सबसे ऊर्जावान सबलेवल सबलेवल होगा d।

आवर्त सारणी को देखकर हम देख सकते हैं कि नाइओबियम को एक बाहरी संक्रमण तत्व के रूप में चित्रित किया गया है, जो आवर्त सारणी के समूह 5 से संबंधित है, क्योंकि इसका सबसे ऊर्जावान उप-स्तर d है।

हम इस जानकारी को इलेक्ट्रॉनिक रूप से वितरित करके भी प्राप्त कर सकते हैं।

चूंकि यह एक धातु है, यह तत्व अन्य धातुओं के साथ धात्विक संबंध बनाता है, जैसा कि मिश्रधातु में होता है आयरन-नाइओबियम या सहसंयोजक बंधन, इलेक्ट्रॉनों को साझा करके, जैसा कि नाइओबियम ऑक्साइड में होता है नायब₂हे₅.

6. (यूएफएससी/2003) नाइओबियम की खोज 1801 में अंग्रेजी रसायनज्ञ चार्ल्स हैचेट ने की थी। ब्राजील में नाइओबियम सांद्र के विश्व उत्पादन का लगभग 93% हिस्सा है। सबसे बड़ा निक्षेप मिनस गेरैस, गोआ और अमेजोनस राज्यों में स्थित है। धातु का उपयोग मुख्य रूप से लौह-नाइओबियम मिश्र धातुओं और अन्य अधिक जटिल मिश्र धातुओं के निर्माण में किया जाता है, जिन्हें जेट प्रणोदन टर्बाइन, रॉकेट और अंतरिक्ष यान के निर्माण में लागू किया गया है। इसके ऑक्साइड का उपयोग चश्मे, फोटोग्राफिक कैमरों और अन्य ऑप्टिकल उपकरणों के लिए हल्के लेंस के निर्माण में किया जाता है। दिया गया है (जेड = 41)। नाइओबियम के संबंध में, सही प्रस्ताव (ओं) को चिह्नित करें।

(०१) नाइओबियम, ३ इलेक्ट्रॉनों को खोने पर, क्रिप्टन के विन्यास को ग्रहण करता है।
(०२) नाइओबियम एम-प्रकार के धातु ऑक्साइड बना सकता है₂हे₅ में₂हे₃.
(०४) नाइओबियम का रासायनिक प्रतीक नी है।
(08) नाइओबियम एक संक्रमण धातु है।
(१६) लौह-नाइओबियम मिश्र धातु ठोस विलयन का एक उदाहरण है।

उत्तर देखो

सही विकल्प: 02 + 08 + 16 = 26।

(01) गलत।

तत्वों	इलेक्ट्रॉनिक वितरण
36कृ	1s^2 2s^2 २पी^6 ३एस^2 ३पी^6 ४एस^2 ३डी^10 ४पी^6
41नायब 41नायब^3+	1s^2 2s^2 २पी^6 ३एस^2 ३पी^6 ४एस^2 ३डी^10 ४पी^6५एस^2 4डी^3 1s^2 2s^2 २पी^6 ३एस^2 ३पी^6 ४एस^2 ३डी^10 ४पी^6 ४पी^6 4डी^2

(02) सही CO

नाइओबियम के ऑक्सीकरण संख्या 3+ और 5+ को ध्यान में रखते हुए, यह यौगिक बना सकता है:

ऑक्सीकरण संख्या 5+	ऑक्सीकरण संख्या 3+
नायब2हे5	नायब2हे3

(04) गलत

नी तत्व निकेल का प्रतीक है। नाइओबियम का प्रतीक Nb है।

(08) सही

नाइओबियम आवर्त सारणी के समूह 5 से संबंधित एक बाहरी संक्रमण धातु है।

(१६) सही

एक ठोस समाधान एक ही चरण में दो या दो से अधिक घटकों के मिश्रण से मेल खाता है, जो ठोस है, धातुओं के बीच सामान्य है।

7. (यूईआरजे/2013) नाइओबियम एक धातु है जो प्राकृतिक निक्षेपों में मुख्य रूप से ऑक्साइड के रूप में पाई जाती है।
ऑक्सीकरण संख्या +5 के साथ नाइओबियम युक्त जमा में, इस धातु के प्रमुख ऑक्साइड का सूत्र निम्न से मेल खाता है:

ए) एनबीओ₅
बी) एनबी₅हे
ग) नायब₅हे₂
घ) नायब₂हे₅

उत्तर देखो

सही विकल्प: d) Nb₂हे₅

ऑक्सीजन दो बंध बनाती है और इसकी एक निश्चित ऑक्सीकरण संख्या होती है, जो 2- है।

इसलिए, नाइओबियम ऑक्साइड बनाने के लिए, ऑक्सीजन को इस धातु के 2 परमाणुओं से बांधना पड़ता है।

नाइओबियम में विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं। ऑक्सीकरण संख्या 3+ के साथ यह 3 ऑक्सीजन से बंधता है और Nox 5+ के साथ यह यौगिक बनाता है: Nb₂हे₅ जिसमें 2 नाइओबियम परमाणु 5 ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ बंधते हैं।

प्रश्न 8 से 10 के उत्तर देने के लिए पाठ पढ़ें।

नाइओबियम महान तकनीकी महत्व की धातु है और इसका मुख्य विश्व भंडार स्थित है
ब्राजील, पाइरोक्लोर अयस्क के रूप में, Nb. से मिलकर बनता है₂हे₅. इसके निष्कर्षण धातु विज्ञान की एक प्रक्रिया में, एल्युमिनोथर्मिया का उपयोग Fe ऑक्साइड की उपस्थिति में किया जाता है₂हे₃, जिसके परिणामस्वरूप एक उप-उत्पाद के रूप में नाइओबियम और लौह और एल्यूमीनियम ऑक्साइड का मिश्र धातु होता है। इस प्रक्रिया की प्रतिक्रिया को समीकरण में दर्शाया गया है:

प्रकृति में, नाइओबियम स्थिर आइसोटोप नाइओबियम -93 के रूप में प्रकट होता है, लेकिन कई अस्थिर सिंथेटिक आइसोटोप ज्ञात हैं, जो विकिरण के उत्सर्जन से क्षय होते हैं। उनमें से एक नाइओबियम -95 है जो मोलिब्डेनम -95 तत्व का क्षय करता है।
_{(Systems.dnpm.gov.br; प्रौद्योगिकी धातु। मेटर। खान।, साओ पाउलो, वी। 6, नहीं। 4, पी. 185-191, अप्रैल-जून। 2010 और जी. ऑडी एट अल./न्यूक्लियर फिजिक्स ए 729 (2003) 3–128। अनुकूलित)}

8. (FGV/2019) नाइओबियम और लोहे के मिश्र धातु को प्राप्त करने के लिए एल्युमिनोथर्मिया प्रतिक्रिया में, संतुलित समीकरण में प्रस्तुत स्टोइकोमेट्री पर विचार करते हुए, प्रक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या है

ए) 6.
बी) 12.
ग) 18.
घ) 24.
ई) 36.

उत्तर देखो

सही विकल्प: ई) 36.

रेडॉक्स प्रतिक्रिया इलेक्ट्रॉनों के नुकसान और लाभ के साथ होती है।

जब कोई तत्व कम करता है तो वह इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है और जब एक तत्व ऑक्सीकरण होता है तो यह इलेक्ट्रॉनों को खो देता है।

जब कोई तत्व कम करता है तो वह ऑक्सीकरण एजेंट होता है, जबकि जब कोई तत्व ऑक्सीकरण करता है तो यह कम करने वाला एजेंट होता है।

इस प्रकार, एक तत्व द्वारा खोए गए और दूसरे को दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या बराबर होती है।

तत्त्व	एनओएक्स	प्रतिक्रिया	इलेक्ट्रॉनों
नाइओबियम	+5 3नायब2हे5	0 6Nb	कमी	3.2.5 = 30 और^- लाभ
लोहा	+3 आस्था2हे3	0 2Fe	कमी	२.३ = ६ और^- लाभ
अल्युमीनियम	0 12अली	+3 ६अल2हे3	ऑक्सीकरण	6.2.3 = 36 और^- खोया हुआ

एल्युमिनियम ऑक्साइड उत्पाद पर एल्युमिनियम चार्ज 3+ है, यानी प्रत्येक एल्युमीनियम ने 3 इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है।

लेकिन उत्पादों में हमारे पास 12 एल्यूमीनियम परमाणु हैं, जो प्रक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या बनाता है:

12. 3 = 36 इलेक्ट्रॉन।

9. (FGV/2019) नाइओबियम और लौह मिश्र धातु के उत्पादन के लिए एक एल्युमिनोथर्मिक ऑपरेशन में स्टोइकोमेट्रिक मात्रा में Nb के साथ₂हे₅ और फी₂हे₃ और अतिरिक्त धात्विक एल्यूमीनियम के उपयोग से 6.12 टन अल का निर्माण हुआ।₂हे₃. इस ऑपरेशन में प्राप्त होने वाली अनुमानित मात्रा में नाइओबियम और लोहे की कुल मात्रा का योग है

ए) 6 × 10⁴
बी) 6 × 10⁶
सी) 8 × 10³
घ) 8 × 10⁴
ई) 8 × 10⁶

उत्तर देखो

सही विकल्प: डी) 8 × 10⁴.

पहला चरण: अल के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें₂हे₃

दूसरा चरण: Al. के मोलों की संख्या की गणना करें₂हे₃

तीसरा चरण: स्टोइकोमेट्रिक संबंधों का प्रदर्शन करें।

रासायनिक समीकरण में, हम देखते हैं कि संबंध है: नाइओबियम के 6 मोल, एल्यूमीनियम के 6 मोल और लोहे के 2 मोल।

गठित मोल की संख्या के अनुपात से, हमारे पास है:

और मोल्स में नाइओबियम और आयरन की मात्रा का योग है:

10. (FGV/2019) यह आंकड़ा नाइओबियम-95 के एक नमूने के विकिरण क्षय वक्र को दर्शाता है, जो मोलिब्डेनम-95 का क्षय करता है।

नाइओबियम-95 रेडियोआइसोटोप क्षय प्रक्रिया में, इस नमूने की गतिविधि को 25 एमबीक्यू तक क्षय होने में लगने वाला समय और उत्सर्जित प्रजातियों के नाम हैं

a) 140 दिन और न्यूट्रॉन।
b) 140 दिन और प्रोटॉन।
c) 120 दिन और प्रोटॉन।
d) १२० दिन और कण^–.
ई) 140 दिन और कण ß^–.

उत्तर देखो

सही विकल्प: e) 140 दिन और कण^–.

अर्ध-आयु एक रेडियोधर्मी नमूने को अपनी गतिविधि को आधा करने में लगने वाला समय है।

ग्राफ में हम देखते हैं कि रेडियोधर्मी गतिविधि 400 एमबीक्यू से शुरू होती है, इसलिए आधा जीवन वह समय है जब गतिविधि को 200 एमबीक्यू तक क्षय होने में लगता है, जो कि प्रारंभिक का आधा है।

हम ग्राफ में विश्लेषण करते हैं कि यह समय 35 दिनों का था।

गतिविधि को फिर से आधे से कम करने के लिए, एक और 35 दिन बीत गए और गतिविधि 200 एमबीक्यू से 100 एमबीक्यू हो गई जब एक और 35 दिन बीत गए, यानी 400 से 100 एमबीक्यू 70 दिन बीत गए।

नमूना को 25 एमबीक्यू तक क्षय होने के लिए, 4 अर्ध-जीवन काल की आवश्यकता थी।

जो इससे मेल खाता है:

४ x ३५ दिन = १४० दिन

रेडियोधर्मी क्षय में, उत्सर्जन अल्फा, बीटा या गामा हो सकता है।

गामा विकिरण एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है।

अल्फा उत्सर्जन का धनात्मक आवेश होता है और द्रव्यमान में 4 इकाई घट जाती है और क्षय तत्व की परमाणु संख्या में 2 इकाई घट जाती है, जिससे यह दूसरे तत्व में बदल जाता है।

बीटा उत्सर्जन एक उच्च गति वाला इलेक्ट्रॉन है जो क्षय हुए तत्व की परमाणु संख्या को एक इकाई बढ़ाकर दूसरे तत्व में बदल देता है।

नाइओबियम-95 और मोलिब्डेनम-95 का द्रव्यमान समान है इसलिए बीटा उत्सर्जन हुआ क्योंकि: