ნიობიუმი (Nb): რა არის ეს, რისთვის არის ის და სად არის ნაპოვნი

ნიობიუმი (Nb) არის ატომური რიცხვის 41 ქიმიური ელემენტი, რომელიც პერიოდული სისტემის მე -5 ჯგუფს მიეკუთვნება.

ეს არის ბუნებრივად ხელმისაწვდომი გარდამავალი ლითონი მყარ მდგომარეობაში, რომელიც 1801 წელს აღმოაჩინა ბრიტანელმა ქიმიკოსმა ჩარლზ ჰეჩეტმა.

მინერალები, რომლებიც შეიცავს ნიობიუმ, იშვიათია მსოფლიოში, მაგრამ უხვადაა ბრაზილიაში, ამ ლითონის უდიდესი მარაგების მქონე ქვეყანაში.

თავისი თვისებების, მაღალი გამტარობისა და კოროზიის წინააღმდეგობის გამო, ამ ელემენტს აქვს მრავალი პროგრამა, დაწყებული ფოლადის წარმოებიდან დამთავრებული რაკეტის წარმოებამდე.

შემდეგ, ჩვენ გავეცნობით ამ ქიმიურ ელემენტს და მახასიათებლებს, რაც მას ასე მნიშვნელოვნად აქცევს.

რა არის ნიობიუმი?

ნიობიუმი ცეცხლგამძლე მეტალია, ანუ ის ძალზე მდგრადია სითბოს და ცვეთის მიმართ.

ამ კლასის ლითონებია: ნიობიუმი, ვოლფრამი, მოლიბდენი, ტანტალი და რინიუმი, ნიობიუმი ყველაზე მსუბუქია.

ნიობიუმი ბუნებაში გვხვდება მინერალებში, რომლებიც ჩვეულებრივ უკავშირდება სხვა ელემენტებს, ძირითადად ტანტალს, რადგან მათ ორივეს ძალიან ჰგავს ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები.

ეს ქიმიური ელემენტი კლასიფიცირებულია როგორც გარდამავალი მეტალი პერიოდულ სისტემაში. ეს არის ნათელი, დაბალი სიმტკიცე, დაბალი წინააღმდეგობა ელექტრული დენის გავლასთან და მდგრადია კოროზიის მიმართ.

ნიობიუმის ფიზიკური თვისებები

ფიზიკური მდგომარეობა	მყარია ოთახის ტემპერატურაზე
ფერი და გარეგნობა	მეტალის ნაცრისფერი
სიმჭიდროვე	8,570 გ / სმ^3
შერწყმის წერტილი	2468 ° C
Დუღილის წერტილი	4742 ° C
კრისტალური სტრუქტურა	სხეულზე ორიენტირებული კუბიკი - CCC
თერმული კონდუქტომეტრული	54,2 ვტ მ^-1 კ^-1

ნიობიუმის ქიმიური თვისებები

კლასიფიკაცია	გარდამავალი ლითონი
ატომური ნომერი	41
ბლოკი	დ
ჯგუფური	5
დროის კურსი	5
ატომური წონა	92,90638 u
ატომური სხივი	1,429 Å
საერთო იონები	შენიშვნა^5^+ და ნბ^3^+
ელექტრონეგატიურობა	1.6 პაულინგი

ამ ლითონის გამოყენების მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ამ ელემენტის მხოლოდ რაოდენობას, გრამებში შეუძლია შეცვალოს რკინის ტონა, რაც ლითონს მსუბუქს ხდის, კოროზიისადმი მდგრადია და სხვა ეფექტური

სად გვხვდება ნიობიუმი?

ბუნებაში არსებულ სხვა ნივთიერებებთან შედარებისას, ნიობიუმს აქვს დაბალი კონცენტრაცია, 24 მილიონი ნაწილის პროპორციით.

ეს ლითონი გვხვდება შემდეგ ქვეყნებში: ბრაზილია, კანადა, ავსტრალია, ეგვიპტე, კონგოს დემოკრატიული რესპუბლიკა, გრენლანდია, რუსეთი, ფინეთი, გაბონი და ტანზანია.

ნიობიუმი ბრაზილიაში

1950-იან წლებში ბრაზილიელმა გეოლოგმა ჯალმა გუიმარესმა აღმოაჩინა პიროქლორის მადნის უდიდესი საბადო, რომელიც ამ ლითონს შეიცავს.

დიდი რაოდენობით მადნები, რომლებიც შეიცავს ნიობიუმს, მდებარეობს ბრაზილიაში, მსოფლიოს უდიდეს მწარმოებელში, რომელიც ლითონის მარაგების 90% -ზე მეტს ფლობს.

შესწავლილი ნაკრძალები მდებარეობს მინას ჯერაისის, ამაზონასის, გოიასისა და რონდონიას შტატებში.

ნიობიუმის მადნები

ნიობიუმი ბუნებაში გვხვდება, რომელიც ყოველთვის უკავშირდება სხვა ქიმიურ ელემენტებს. უკვე ცნობილია 90 – ზე მეტი მინერალური სახეობა, რომლებიც ბუნებაში შეიცავს ნიობიუმ და ტანტალს.

ქვემოთ მოცემულ ცხრილში შეიძლება ნახოთ საბადოები, რომლებიც შეიცავს ნიობიუმს, ძირითად მახასიათებლებს და ნიობიუმის შემცველობას თითოეულ მასალაში.

კოლუმბიტი ტანტალიტი
შემადგენლობა:	(Fe, Mn) (Nb, Ta)2ო6
ნიობიუმის შემცველობა (მაქსიმალური):	Nb 76%2ო5
Მახასიათებლები:	ორთორჰომბიული მინერალი ცვალებადი ფარდობითი სიმჭიდროვე 5.2-დან 8.1 გ / სმ-მდე^3 იგი ქმნის მსგავს სტრუქტურებს, რომლებშიც ტანტალი და ნიობიუმი ერთმანეთს ანაცვლებენ ყველა პროპორციით.

პიროქლორიტი
კომპოზიცია:	(ზე2,Აქ)2(Nb, Ti) (O, F)7
ნიობიუმის შემცველობა (მაქსიმალური):	Nb 71%2ო5
მახასიათებლები:	ოქტაედრული ჩვევის იზომეტრიული მინერალი ფარდობითი სიმჭიდროვე 4,5 გ / სმ^3 მას აქვს ბარიოპიროქლორი, რომელიც შეიცავს მის შემადგენლობაში ელემენტს ბარიუმს.

ლოპარიტი
შემადგენლობა:	(C, Na, C)2(Ti, Nb)2ო6
ნიობიუმის შემცველობა (მაქსიმალური):	Nb 20%2ო5
Მახასიათებლები:	მარცვლოვანი და მყიფე მინერალი სიმჭიდროვე 4,77 გ / სმ^3 კრისტალიზდება იზომეტრიულ სისტემაში

ნიობიუმის გამოკვლევა

ნიობიუმის მადნები განიცდიან გარდაქმნებს მანამ, სანამ პროდუქტები არ წარმოიქმნება ბაზარზე.

პროცესის ნაბიჯების შეჯამება შეიძლება შემდეგნაირად:

1. სამთო
2. ნიობიუმის კონცენტრაცია
3. ნიობიუმის გადამუშავება
4. ნიობიუმის პროდუქტები

სამთო მოპოვება ხდება იქ, სადაც მადნის მარაგია, რომლებიც მოიპოვება ასაფეთქებელი ნივთიერებების გამოყენებით და გადაჰყავთ ქამრებით იქ, სადაც ხდება კონცენტრაციის ეტაპი.

კონცენტრაცია ხდება მადნის დაშლისთანავე, დაფქვის შედეგად კრისტალები უფრო წვრილდება და ხდება მათი გამოყენება მაგნიტური გამოყოფა რკინის ფრაქციები ამოღებულია საბადოდან.

ნიობიუმის გადამუშავებისას ხდება გოგირდის, წყლის, ფოსფორისა და ტყვიის მოცილება.

ნიობიუმის შემცველი ერთ-ერთი პროდუქტია რკინის-ნიობიუმის შენადნობი, რომელიც მზადდება შემდეგი განტოლების შესაბამისად:

ამ პროცესს ალუმინოთერმიას უწოდებენ, როდესაც მადნის კონცენტრატი რეაქტორებში შერეულია რკინის ჯართით ან რკინის ოქსიდით.

ლითონის ოქსიდები რეაგირებენ ალუმინთან მაღალი ტემპერატურის პირობებში და წარმოქმნიან საინტერესო პროდუქტს.

ნიობიუმის ყველაზე გაყიდვადი პროდუქტებია:

• ნიობიუმის კონცენტრატები: ფუძე, რომელიც შეიცავს 58% Nb- ს₂ო₅.
• რკინა-ნიობიუმის შენადნობი: შეიცავს 65% ნიობიუმს.
• მაღალი სისუფთავის ოქსიდი: გამოიყენება სპეციალური მასალების წარმოებაში.

რისთვის არის ნიობიუმი?

ნიობიუმის მახასიათებლები ამ ელემენტს უფრო სასურველს ხდის და უთვალავი რაოდენობით ხმარდება.

1905 წლიდან მისი აღმოჩენის შემდეგ, ნიობიუმზე განაცხადების გამოკვლევა დაიწყო, როდესაც გერმანელმა ქიმიკოსმა ვერნერ ფონ ბოლტონმა წარმოადგინა ელემენტი სუფთა სახით.

50-იანი წლები წარმოადგენდა ნიობიუმის აპლიკაციების დიდ ძიებას, რადგან მანამდე ის არ წარმოებულა ფართო მასშტაბით.

ამ პერიოდის განმავლობაში ცივმა ომმა გამოიწვია ინტერესი ამ ლითონის მიმართ, რომელიც კოსმოსური კომპონენტებისთვის უნდა გამოეყენებინა.

ქვემოთ მოცემულია ნიობიუმის გამოყენების გზების ჩამონათვალი.

ლითონის შენადნობები

ნიობიუმის დამატება შენადნობში ზრდის მის გამკვრივებას, ანუ გამკვრივების უნარს სითბოს ზემოქმედების და შემდეგ გაცივების დროს. ამრიგად, ნიობიუმის შემცველი მასალა შეიძლება დაექვემდებაროს სპეციფიკურ სითბოს მკურნალობას.

ნახშირბადთან და აზოტთან ნიობიუმის მიჯაჭვულობა ხელს უწყობს შენადნობის მექანიკურ თვისებებს, ზრდის, მაგალითად, მექანიკურ სიმტკიცეს და გამძლეობას აბრაზიული ცვეთის მიმართ.

ეს ეფექტები სასარგებლოა, რადგან მათ შეუძლიათ გააგრძელონ შენადნობის სამრეწველო გამოყენება.

ფოლადი, მაგალითად, არის მეტალის შენადნობი, რომელსაც წარმოქმნის რკინა და ნახშირბადი. ნიობიუმის დამატება ამ შენადნობში შეიძლება ჰქონდეს უპირატესობები:

• Საავტომობილო ინდუსტრია: მსუბუქი ავტომობილის წარმოება და უფრო მდგრადია შეჯახებისგან.
• მშენებლობა: აუმჯობესებს ფოლადის შედუღებადობას და უზრუნველყოფს დამუშავებას.
• სატრანსპორტო მილსადენების ინდუსტრია: საშუალებას აძლევს კონსტრუქციებს უფრო თხელი კედლებით და უფრო დიდი დიამეტრით, უსაფრთხოებაზე გავლენის გარეშე.

სუპერ შენადნობები

სუპერშენადნობი არის მეტალის დისკები, მაღალი გამძლეობით მაღალი ტემპერატურისა და მექანიკური სიმტკიცის მიმართ. ნიობიუმის შემცველი შენადნობები ამ მასალას გამოსადეგია საჰაერო ტურბინების წარმოებაში ან ენერგიის წარმოებაში.

მაღალ ტემპერატურაზე მუშაობის უპირატესობა სუპერ შენადნობებს ქმნის მაღალი ხარისხის რეაქტიული ძრავებისაგან.

ზეგამტარი მაგნიტები

ნიობიუმის ზეგამტარობა იწვევს ნიობიუმ-გერმანიუმის, ნიობიუმ-სკანდიუმის და ნიობიუმ-ტიტანის ნაერთების გამოყენებას:

• MRI აპარატების სკანერი.
• ნაწილაკების ამაჩქარებლები, როგორიცაა დიდი ადრონული კოლაიდერი.
• ელექტრომაგნიტური გამოსხივების აღმოჩენა და კოსმოსური გამოსხივების შესწავლა ნიობიუმის ნიტრიტის შემცველი მასალებით.

ოქსიდები

ნიობიუმის სხვა გამოყენება ხდება ოქსიდების, ძირითადად Nb– ის სახით₂ო₅. ძირითადი მიზნებია:

• ოპტიკური ლინზები
• კერამიკული კონდენსატორები
• pH სენსორები
• ძრავის ნაწილები
• სამკაულები

ნიობიუმის ისტორია და აღმოჩენა

1734 წელს ჯონ უინთროპის პირადი კოლექციის ზოგიერთი მადნები ამერიკიდან ინგლისში გადაიტანეს და ეს ნივთები ლონდონის ბრიტანეთის მუზეუმის კოლექციის ნაწილი იყო.

სამეფო საზოგადოებაში გაწევრიანების შემდეგ, ბრიტანელმა ქიმიკოსმა ჩარლზ ჰეტჩეტმა ყურადღება გაამახვილა მუზეუმში არსებული მადნების შემადგენლობის გამოკვლევაზე. ასე 1801 წელს მან გამოყო ქიმიური ელემენტი, ოქსიდის სახით და დაარქვა მას კოლუმბიუმი და მადნეული, საიდანაც მოპოვებული იქნა კოლუმბიტი.

1802 წელს შვედმა ქიმიკოსმა ანდერს გუსტაფ ეკერბერგმა მოახსენა ახალი ქიმიური ელემენტის აღმოჩენის შესახებ და მას ტანტალი უწოდა, ბერძნულ მითოლოგიაში ზევსის ძის მითითებით.

1809 წელს ინგლისელმა ქიმიკოსმა და ფიზიკოსმა უილიამ ჰაიდ ვოლასტონმა გააანალიზა ეს ორი ელემენტი და დააკვირდა, რომ მათ ძალიან ჰგავს მსგავსი მახასიათებლები.

ამ ფაქტის გამო, 1809 წლიდან 1846 წლამდე კოლუმბიუმი და ტანტალი იგივე ელემენტად ითვლებოდა.

მოგვიანებით, გერმანელმა მინერალოგმა და ქიმიკოსმა ჰაინრიხ როუზმა, რომელიც იკვლევდა კოლუმბიტის მადნს, აღნიშნა, რომ ტანტალიც იყო.

როუზმა აღმოაჩინა ტანტალის მსგავსი სხვა ელემენტის არსებობა და მას უწოდა ნიობიუსი, ბერძნული მითოლოგიიდან, ტანტალუსის ასულის, ნიობეს მითითებით.

1864 წელს შვედმა ქრისტიან ბრომსტრანდმა მოახერხა ნიობიუმის იზოლირება წყალბადის ატმოსფეროში გაცხელებული ქლორიდის ნიმუშიდან.

1950 წელს სუფთა და გამოყენებითი ქიმიის კავშირმა (IUPAC) დაამტკიცა ნიობიუმი, როგორც ოფიციალური სახელი და არა კოლუმბიუმი, რადგან ისინი იგივე ქიმიური ელემენტია.

ნიობიუმის რეზიუმე

ქიმიური ელემენტი: ნიობიუმი
სიმბოლო	შენიშვნა	აღმომჩენი	ჩარლზ ჰეტჩეტი
ატომური ნომერი	41	ატომური მასა	92 906 უ
ჯგუფური	5	დროის კურსი	5
კლასიფიკაცია	გარდამავალი ლითონი	Eletronic განაწილება	[Kr] 4d^35-იანები^2
მახასიათებლები	ცეცხლგამძლე ლითონი მყარი, ductile და laleable მაღალი გამტარობა კოროზიის მიმართ მდგრადია
მთავარი მადნები	კოლუმბიტ-ტანტალიტი: 76% Nb შემცველობა2ო5 პიროქლორიტი: 71% Nb შემცველობა2ო5 ლოპარიტი: 20% Nb შემცველობა2ო5
ძირითადი პროდუქტები	ნიობიუმის კონცენტრატი რკინა-ნიობიუმის შენადნობი მაღალი სისუფთავის ნიობიუმის ოქსიდი
პროგრამები	ლითონის შენადნობები: სამოქალაქო მშენებლობა და ტრანსპორტი სუპერ შენადნობები: თვითმფრინავები და სარაკეტო ტურბინები სუპერგამტარ მაგნიტები: მაგნიტური რეზონანსული აპარატები ოქსიდები: სხვადასხვა ფერის სამკაულები
შემთხვევა	Მსოფლიოში	ბრაზილია კანადა ავსტრალია ეგვიპტე კონგოს დემოკრატიული რესპუბლიკა გრენლანდია რუსეთი ფინეთი გაბონი ტანზანია.
Ბრაზილიაში	მინას გერაისი ამაზონები გოიასი რონდონია

მტრების სავარჯიშოები და მისაღები გამოცდები

1. (Enem / 2018) ბერძნულ მითოლოგიაში ნიობია ტანტანუსის ქალიშვილი იყო, ორი პერსონაჟი, რომელიც ცნობილია ტანჯვით. ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით (Z) 41 – ის ტოლია ქიმიური და ფიზიკური თვისებები იმდენად მსგავსია ატომური ნომერი 73 – ის ელემენტთან, რომ ისინი დაიბნა.

ამიტომ, ბერძნული მითოლოგიის ამ ორი პერსონაჟის საპატივცემულოდ, ამ ელემენტებს მიენიჭათ ნიობიუმის (Z = 41) და ტანტალის (Z = 73) სახელები. ამ ორმა ქიმიურმა ელემენტმა დიდი ეკონომიკური მნიშვნელობა შეიძინა მეტალურგიაში, წარმოებაში სუპერგამტარები და მაღალი დონის ინდუსტრიის სხვა პროგრამებში, სწორედ ქიმიური და ფიზიკური თვისებების გამო ორივესთვის საერთო.

_{კეანი, ს. ქრება კოვზი: და სხვა ჭეშმარიტი ისტორიები სიგიჟის, სიყვარულისა და ქიმიური ელემენტებისგან სიკვდილის შესახებ. რიო დე ჟანეირო: ზაჰარი, 2011 (ადაპტირებულია).}

ამ ელემენტების ეკონომიკური და ტექნოლოგიური მნიშვნელობა განპირობებულია მათი ქიმიური და ფიზიკური თვისებების მსგავსებით

ა) ჰქონდეს ელექტრონები ვ ქვედენაში.
ბ) შინაგანი გადასვლის ელემენტები.
გ) პერიოდულ ცხრილში იმავე ჯგუფს მიეკუთვნება.
დ) აქვთ მათი ყველაზე შორეული ელექტრონები, შესაბამისად, 4 და 5 დონეზე.
ე) განლაგდეს ტუტე მიწის და ტუტეების ოჯახში, შესაბამისად.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: გ) პერიოდულ ცხრილში იმავე ჯგუფს მიეკუთვნება.

პერიოდული სისტემა ორგანიზებულია 18 ჯგუფად (ოჯახებად), სადაც თითოეულ ჯგუფს აერთიანებს მსგავსი თვისებების ქიმიური ელემენტები.

ეს მსგავსება ხდება იმის გამო, რომ ჯგუფის ელემენტებს იგივე რაოდენობის ელექტრონები აქვთ ვალენტურ გარსში.

ელექტრონული განაწილების გაკეთება და ელექტრონების დამატება ყველაზე ენერგიული ქვესკნელიდან უკიდურეს ქვეგანშენებამდე ვხვდებით ჯგუფს, რომელსაც ორი ელემენტი ეკუთვნის.

ნიობიუმი
განაწილება ელექტრონიკა	1 ს^2 2-იანები^2 2 გვ^6 3 ს^2 3 გვ^6 4-იანები^2 3D^10 4 გვ^65-იანები^2 4 დ^3
ჯამი ელექტრონები	უფრო ენერგიული + უფრო გარეგანი 4 დ^3 + 5 წმ^2= 5 ელექტრონი
ჯგუფური	5

ტანტალი
განაწილება ელექტრონიკა	1 ს^2 2-იანები^2 2 გვ^6 3 ს^2 3 გვ^6 4-იანები^2 3D^10 4 გვ^6 5-იანები^2 4 დ^10 5 გვ^66 წლები^2 4 ვ^145 დ^3
ჯამი ელექტრონები	უფრო ენერგიული + უფრო გარეგანი 5 დ^3 + 6 წმ^2 = 5 ელექტრონი
ჯგუფური	5

ელემენტები ნიობიუმი და ტანტალი:

• ისინი პერიოდულ ცხრილში იმავე ჯგუფს მიეკუთვნებიან.
• მათ აქვთ ყველაზე შორეული ელექტრონები, შესაბამისად, 5 და 6 დონეზე და ისინი განლაგებულია მე -5 და მე -6 პერიოდში.
• მათ აქვთ ელექტრონები დ ქვექვემდებარებაში და, შესაბამისად, ისინი გარდამავალი ელემენტებია.

2. (IFPE / 2018) ბრაზილია არის მსოფლიოში ყველაზე დიდი ნიობიუმის მწარმოებელი, ამ ლითონის მარაგის 90% -ზე მეტს შეადგენს. ნიობიუმი, Nb სიმბოლო, გამოიყენება სპეციალური ფოლადების წარმოებაში და კოროზიის და ექსტრემალური ტემპერატურის ერთ-ერთი ყველაზე მდგრადი ლითონია. Nb ნაერთი₂ო₅ ეს არის თითქმის ყველა შენადნობებისა და ნიობიუმის ნაერთების წინამორბედი. მონიშნეთ ალტერნატივა Nb– ის საჭირო მასით₂ო₅ მიიღონ 465 გრამი ნიობიუმი. მოცემულია: Nb = 93 გ / მოლ და O = 16 გ / მოლ.

ა) 275 გ
ბ) 330 გ
გ) 930 გ
დ) 465 გ
ე) 665 გ

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ე) 665 გ

ნიობიუმის წინამორბედი ნაერთია Nb ოქსიდი₂ო₅ და შენადნობებში გამოყენებული ნიობიუმი არის ელემენტარული ფორმის Nb.

ამიტომ, ჩვენ გვაქვს შემდეგი სტეიომეტრიული კავშირი:

Nb 1 მოლი₂ო₅ წარმოქმნის 2 მოლ Nb, რადგან ნიობიუმის ოქსიდი იქმნება ამ ლითონის 2 ატომით.

პირველი ეტაპი: გამოთვალეთ წარმოებული ნიობიუმის მოლების რაოდენობა, რომელიც შეესაბამება 465 გ-ს.

თუ გაანგარიშებით დავინახეთ, რომ ნიობიუმის მასა შეესაბამება 5 მოლს, მაშინ Nb მოლების რაოდენობა₂ო₅ გამოყენებულია ამ მნიშვნელობის ნახევარი, რადგან:

მე -2 ეტაპი: გამოთვალეთ ნიობიუმის ოქსიდის მოლური მასა.

მე -3 საფეხური: გამოთვალეთ ნიობიუმის ოქსიდის მასა, რომელიც შეესაბამება 2,5 მოლს.

3. (UECE / 2015) ბრაზილია ფლობს მსოფლიოში ნიობიუმის მარაგების 98% -ს, რომელსაც აქვს მრავალი სამრეწველო პროგრამა, მაგალითად, ძვირფასეულობის წარმოებაში, ჰიპერალერგენული იმპლანტები, ელექტროსერამიკა, სუპერგამტარ მაგნიტები, მაგნიტურ-რეზონანსული აპარატები, ლითონის შენადნობები, სპეციალური მონეტები და ფოლადი. ნიობიუმისთვის გადახედეთ ქვემოთ მოცემულ დებულებებს და აღნიშნეთ ერთადერთი ნამდვილი ალტერნატივა.

ა) მისი დიფერენცირებული ელექტრონი განლაგებულია ბოლოსწინა გარსში.
ბ) ეს არის წარმომადგენლობითი ელემენტი.
გ) მისი ელექტრონეგატიურობა უფრო დაბალია, ვიდრე ვანადიუმისა.
დ) პერიოდული ცხრილის მეოთხე პერიოდს განეკუთვნება.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ა) მისი დიფერენციალური ელექტრონი განლაგებულია ბოლოსწინა გარსში.

ნიობიუმის ელექტრონული განაწილების განხორციელებისას, შესაძლებელია იმის დანახვა, რომ მისი დიფერენციალური ელექტრონი მდებარეობს წინა ბოლოს გარსში.

იმის გამო, რომ მას აქვს დიფერენცირებული ელექტრონი d ქვექვემდებარებაში, ეს არის გარე გარდამავალი ელემენტი.

ვინაიდან მისი ყველაზე შორეული დონე მეხუთე ფენაშია, ნიობიუმი მაგიდის მეხუთე პერიოდში მდებარეობს.

ელექტრონეგატიულობა არის თვისება, რომელიც უკავშირდება ელემენტის ელექტრონების მოზიდვის უნარს და ის იცვლება ატომური რადიუსი: რაც უფრო მცირეა ატომური რადიუსი, მით მეტია ელექტრონების მოზიდვა და, შესაბამისად, მით უფრო დიდია ელექტრონეგატიურობა.

ცხრილის ელექტრონეგატივობის მნიშვნელობებთან დაკავშირებით, შესაძლებელია დაინახოთ, რომ ნიობიუმსა და ვანადიუმს აქვთ 1,6 პაულინგის სიახლოვე.

4. (UEA / 2014) ნიობიუმის ბუნებრივი იზოტოპია ⁹³შენიშვნა ნეიტრონების რაოდენობა ამ იზოტოპში არის

ა) 41.
ბ) 52.
გ) 93.
დ) 134.
ე) 144.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ბ) 52.

იზოტოპები არის ქიმიური ელემენტის ატომები, სხვადასხვა მასის რაოდენობით.

ატომური მასა შეესაბამება ელემენტის პროტონებისა და ნეიტრონების ჯამს.

პროტონის რაოდენობა წარმოადგენს ქიმიური ელემენტის ატომურ რაოდენობას და იზოტოპებისთვის ის არ იცვლება.

ამრიგად, იზოტოპების მასობრივი ვარიაცია ხდება ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობის გამო.

თუ ნიობიუმის ატომური რაოდენობაა 41, მაშინ ნეიტრონების რაოდენობა მოცემულია გაანგარიშებით:

5. (IFMG / 2015) ქიმიური ელემენტი ნიობიუმი, Nb, ბერძნული ქალღმერთის ნიობეს სახელს ატარებს. ბრაზილია ლითონის მსოფლიოში უდიდესი მწარმოებელია, წარმოების 75% -ს შეადგენს. მისი შენადნობების თერმული სტაბილურობის გამო, ნიობიუმი გამოიყენება ძრავების, წინაძრავის მოწყობილობებისა და სხვადასხვა ზეგამტარ მასალების სპეციალური მაღალი სიმტკიცე ფოლადის შენადნობების წარმოებაში. პერიოდულ ცხრილში ნიობიუმის პოზიციის დაკვირვებით, სწორია იმის თქმა, რომ:

ა) თქვენი ყველაზე ენერგიული ქვესკნელი იქნება ქვედენა დ.
ბ) არის ტუტე ლითონების ოჯახის კუთვნილი ელემენტი.
გ) ქმნის სხვა იონურ ნაერთებს სხვა მეტალებთან.
დ) მის კატიონებს ექნებათ სუფთა ელემენტზე მეტი ატომური რადიუსი.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ა) თქვენი ყველაზე ენერგიული ქვესკნელი იქნება ქვედენა დ.

პერიოდული ცხრილის დათვალიერებით ვხვდებით, რომ ნიობიუმი ხასიათდება როგორც გარე გარდამავალი ელემენტი, რომელიც პერიოდული ცხრილის მე -5 ჯგუფს მიეკუთვნება, რადგან მისი ყველაზე ენერგიული ქვექვეშა დ არის.

ამ ინფორმაციას ასევე შეგვიძლია მივიღოთ ელექტრონული გზით.

რადგან ეს არის მეტალი, ეს ელემენტი ქმნის მეტალურ კავშირებს სხვა მეტალებთან, როგორც შენადნობთან რკინა-ნიობიუმი ან ასევე კოვალენტური ბმები, ელექტრონების გაზიარებით, როგორც ნიობიუმის ოქსიდში შენიშვნა₂ო₅.

6. (UFSC / 2003) ნიობიუმი აღმოაჩინა 1801 წელს, ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჩარლზ ჰეჩეტმა. ბრაზილია ფლობს ნიობიუმის კონცენტრატის მსოფლიო წარმოების 93% -ს. ყველაზე დიდი საბადოები მდებარეობს მინას ჯერაისის, გოიასისა და ამაზონის შტატებში. მეტალს ძირითადად იყენებენ რკინა-ნიობიუმის შენადნობების და სხვა უფრო რთული შენადნობების წარმოებაში, რომლებიც გამოყენებულია რეაქტიული ტურბინების, რაკეტებისა და კოსმოსური ხომალდების მშენებლობაში. მისი ოქსიდები გამოიყენება სათვალის, ფოტოგრაფიული კამერების და სხვა ოპტიკური აღჭურვილობის მსუბუქი ლინზების წარმოებაში. მოცემულია (Z = 41). რაც შეეხება ნიობიუმს, მონიშნეთ სწორი წინადადება (ებ) ი.

(01) ნიობიუმი, 3 ელექტრონის დაკარგვისას, იღებს კრიპტონის კონფიგურაციას.
(02) ნიობიუმს შეუძლია შექმნას M ტიპის ლითონის ოქსიდები₂ო₅ წელს₂ო₃.
(04) ნიობიუმის ქიმიური სიმბოლოა Ni.
(08) ნიობიუმი გარდამავალი მეტალია.
(16) რკინა-ნიობიუმის შენადნობი არის მყარი ხსნარის მაგალითი.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივები: 02 + 08 + 16 = 26.

(01) არასწორი.

ელემენტები	Eletronic განაწილება
36კრ	1 ს^2 2-იანები^2 2 გვ^6 3 ს^2 3 გვ^6 4-იანები^2 3D^10 4 გვ^6
41შენიშვნა 41შენიშვნა^3+	1 ს^2 2-იანები^2 2 გვ^6 3 ს^2 3 გვ^6 4-იანები^2 3D^10 4 გვ^65-იანები^2 4 დ^3 1 ს^2 2-იანები^2 2 გვ^6 3 ს^2 3 გვ^6 4-იანები^2 3D^10 4 გვ^6 4 გვ^6 4 დ^2

(02) სწორია

ნიობიუმის 3+ და 5+ დაჟანგვის რიცხვების გათვალისწინებით, მას შეუძლია შექმნას ნაერთები:

დაჟანგვის ნომერი 5+	დაჟანგვის ნომერი 3+
შენიშვნა2ო5	შენიშვნა2ო3

(04) არასწორი

ნი არის ნიკელის ელემენტის სიმბოლო. ნიობიუმის სიმბოლოა Nb.

(08) სწორია

ნიობიუმი არის გარე გარდამავალი მეტალი, რომელიც ეკუთვნის პერიოდული სისტემის მე -5 ჯგუფს.

(16) სწორია

მყარი ხსნარი შეესაბამება იმავე ფაზაში ორი ან მეტი კომპონენტის ნარევს, რომელიც მყარია და ლითონებს შორის საერთოა.

7. (UERJ / 2013) ნიობიუმი არის ლითონი, რომელიც გვხვდება ბუნებრივ დეპოზიტებში, ძირითადად ოქსიდების სახით.
დეპოზიტში, რომელიც შეიცავს ნიობიუმს დაჟანგვის ნომრით +5, ამ ლითონის უპირატეს ოქსიდის ფორმულა შეესაბამება:

ა) NbO₅
ბ) ნბ₅ო
გ) Nb₅ო₂
დ) ნბ₂ო₅

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) ნბ₂ო₅

ჟანგბადი ქმნის ორ კავშირს და აქვს ფიქსირებული დაჟანგვის ნომერი, რომელიც არის 2-.

ამიტომ, ნიობიუმის ოქსიდის შესაქმნელად, ჟანგბადი უნდა დაერთოს ამ ლითონის 2 ატომს.

ნიობიუმს აქვს სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობა. დაჟანგვის ნომერი 3+ ის უკავშირდება 3 ჟანგბადს და Nox 5+ ის ქმნის ნაერთს: Nb₂ო₅ სადაც 2 ნიობიუმის ატომი უკავშირდება 5 ჟანგბადის ატომს.

წაიკითხეთ ტექსტი 8-დან 10-მდე კითხვებზე პასუხის გასაცემად.

ნიობიუმი დიდი ტექნოლოგიური მნიშვნელობის ლითონია და მისი ძირითადი მსოფლიო რეზერვები მდებარეობს აქ
ბრაზილია, პიროქლორინის მადნის სახით, რომელიც შედგება Nb₂ო₅. მისი ექსტრაქციული მეტალურგიის ერთ-ერთ პროცესში ალუმინოთერმია გამოიყენება Fe ოქსიდის არსებობისას₂ო₃, შედეგად წარმოიქმნება ნიობიუმის და რკინის და ალუმინის ოქსიდის შენადნობი, როგორც სუბპროდუქტი. ამ პროცესის რეაქცია განტოლებაშია წარმოდგენილი:

ბუნებაში, ნიობიუმი ჩნდება სტაბილური იზოტოპის ნიობიუმ -93 სახით, მაგრამ ცნობილია რამდენიმე არასტაბილური სინთეზური იზოტოპი, რომლებიც იშლება რადიაციის გამოსხივებით. ერთ-ერთი მათგანია ნიობიუმ -95, რომელიც იშლება მოლიბდენის -95 ელემენტამდე.
_{(Systemss.dnpm.gov.br; ტექნოლოგია ლითონი. მატერი. მაღაროელი., სან პაულო, ვ. 6, არა 4, გვ. 185-191, აპრილი-ივნისი. 2010 და გ. Audi და სხვ. / ბირთვული ფიზიკა A 729 (2003) 3–128. ადაპტირებული)}

8. (FGV / 2019) ალუმინოთერმიის რეაქციაში ნიობიუმის და რკინის შენადნობის მისაღებად, გაწონასწორებულ განტოლებაში წარმოდგენილი სტეიომეტრიის გათვალისწინებით, პროცესში ჩართული ელექტრონების საერთო რაოდენობაა

ა) 6.
ბ) 12.
გ) 18.
დ) 24.
ე) 36.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ე) 36.

Redox რეაქცია ხდება ელექტრონების დაკარგვასთან და მოგებასთან ერთად.

როდესაც ელემენტი ამცირებს, ის იძენს ელექტრონებს და როდესაც ელემენტი იჟანგება, ის კარგავს ელექტრონებს.

როდესაც ელემენტი ამცირებს ის არის ჟანგვითი საშუალება, მაშინ როდესაც ელემენტი იჟანგება ეს არის შემამცირებელი საშუალება.

ამ გზით, ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც დაკარგა ერთმა ელემენტმა და მიანიჭა მეორეს, ტოლია.

ელემენტი	NOX	რეაქცია	ელექტრონები
ნიობიუმი	+5 3შენიშვნა2ო5	0 6Nb	შემცირება	3.2.5 = 30 და^- მიღწევები
რკინა	+3 რწმენა2ო3	0 2Fe	შემცირება	2.3 = 6 და^- მიღწევები
ალუმინის	0 12ალ	+3 6 ალ2ო3	დაჟანგვა	6.2.3 = 36 და^- დაიკარგა

ალუმინის მუხტი ალუმინის ოქსიდის პროდუქტზე არის 3+, ანუ თითოეულმა ალუმინმა დაკარგა 3 ელექტრონი.

პროდუქტებში გვაქვს 12 ალუმინის ატომი, რაც პროცესში ჩართული ელექტრონების საერთო რაოდენობას ქმნის:

12. 3 = 36 ელექტრონი.

9. (FGV / 2019) ალუმინოთერმიის დროს ნიობიუმისა და რკინის შენადნობის წარმოებისთვის Nb სტოიომეტრიული რაოდენობით₂ო₅ და ფე₂ო₃ და ზედმეტი მეტალის ალუმინის გამოყენება, ჩამოყალიბდა 6,12 ტონა ალ.₂ო₃. ამ ოპერაციის შედეგად მიღებული ნიობუმისა და რკინის მოლში, თანხების ჯამი შეადგენს

ა) 6 × 10⁴
ბ) 6 10⁶
გ) 8 × 10³
დ) 8 × 10⁴
ე) 8 × 10⁶

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) 8 × 10⁴.

პირველი ნაბიჯი: გამოთვალეთ Al- ის მოლური მასა₂ო₃

მე -2 ნაბიჯი: გამოთვალეთ Al- ის მოლების რაოდენობა₂ო₃

მე -3 ნაბიჯი: შეასრულეთ სტოიქომეტრიული ურთიერთობები.

ქიმიურ განტოლებაში ვხედავთ, რომ არსებობს კავშირი: 6 მოლი ნიობიუმი, 6 მოლი ალუმინის და 2 მოლი რკინის.

წარმოქმნილი მოლების რაოდენობის თანაფარდობით, ჩვენ გვაქვს:

ნიობიუმისა და რკინის რაოდენობით ჯამი, moles, არის:

10. (FGV / 2019) ნახატზე ნაჩვენებია ნიობიუმ -95 ნიმუშის სხივური დაშლის მრუდი, რომელიც იშლება მოლიბდენ -95-მდე.

ნიობიუმ -95 რადიოიზოტოპის დაშლის პროცესში, ამ ნიმუშის აქტივობის შესამცირებლად საჭირო დრო 25 MBq და გამოყოფილი სახეობების სახელია

ა) 140 დღე და ნეიტრონები.
ბ) 140 დღე და პროტონები.
გ) 120 დღე და პროტონები.
დ) 120 დღე და ნაწილაკები^–.
ე) 140 დღე და ნაწილაკები^–.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ე) 140 დღე და ნაწილაკები^–.

ნახევარგამოყოფის პერიოდი არის დრო, რაც საჭიროა რადიოაქტიური ნიმუშის საქმიანობის განახევრებაზე.

დიაგრამაზე ვხედავთ, რომ რადიოაქტიური აქტივობა იწყება 400 MBq- დან, ამიტომ ნახევარგამოყოფის პერიოდი არის დრო, რაც საჭიროა აქტივობის დაშლას 200 MBq- მდე, რაც თავდაპირველის ნახევარია.

გრაფიკში ვაანალიზებთ, რომ ეს დრო იყო 35 დღე.

იმისათვის, რომ აქტივობა ისევ განახევრდეს, გავიდა კიდევ 35 დღე და აქტივობა გადავიდა 200 MBq– დან 100 MBq– ზე, როდესაც სხვა 35 დღე გავიდა, ანუ 400 – დან 100 MBq– მდე 70 დღე გავიდა.

ნიმუშის 25 MBq- მდე დაშლისთვის საჭიროა ნახევარგამოყოფის 4 დრო.

რაც შეესაბამება:

4 x 35 დღე = 140 დღე

რადიოაქტიური დაშლის დროს, ემისიები შეიძლება იყოს ალფა, ბეტა ან გამა.

გამა გამოსხივება არის ელექტრომაგნიტური ტალღა.

ალფა ემისიას აქვს დადებითი მუხტი და ამცირებს მასის 4 ერთეულს და დაშლილი ელემენტის ატომურ რიცხვში 2 ერთეულს, აქცევს მას სხვა ელემენტად.

ბეტა-ემისია არის მაღალსიჩქარიანი ელექტრონი, რომელიც ზრდის დაშლილი ელემენტის ატომურ რაოდენობას ერთი ერთობით, აქცევს მას სხვა ელემენტად.

ნიობიუმ -95 და მოლიბდენ -95 აქვთ იგივე მასა, ამიტომ ბეტა-ემისია მოხდა, რადგან: