النيوبيوم

نيوبيوم

Niobium - Niobium

النيوبيوم

النيوبيوم niobium معدن أبيض ذو بريق فولاذي، رمزه الكيمياوي Nb، عدده الذري 41، يقع في الفصيلة VB (أو 5) التي تحوي إضافة إلى النيوبيوم العناصر: الفانديوم[ر]، والتنتاليوم[ر] والعنصر105 الذي يُعرف حالياً بالهانيوم، وهو معدن انتقالي نموذجي[ر. المعدن]. بنيته الإلكترونية: [Kr]5s¹4d]⁴ وعليه فإن تكافؤه يأخذ نظرياً القيم 2 و3 و4 و5.

وجوده في الطبيعة - استحصاله - خواصه الفيزيائية

يُعدّ النيوبيوم عنصراً نادراً إذ تبلغ كميته في القشرة الأرضية 0.002٪ وزناً. ويكون دوماً مترافقاً مع عنصر التنتاليوم لشبههما الكيمياوي، وأهم فلزاته الكولومبيت Fe(NbO₃)₂، ويُعدّ اللوباريت Nb₂O₅ من فلزات النيوبيوم المهمة.

في عام 1801 اكتشف تشارلز هاتشيت Charles Hatchett النيوبيوم؛ إذ وجده في خام كان قد أرسله قبل قرن من الزمن جون ونثروب أول حاكم لولاية كُنّكتِِكَت Connecticut الأميركية. وقد استحضر بلومستراند C.W.Blomstrand المعدن أول مرة عام 1864.

النيوبيوم - مثل باقي عناصر الفصيلة 5 - يتفاعل في الحال عند الدرجات المرتفعة من الحرارة مع الآزوت (النتروجين) والأكسجين والكربون؛ لذا لا يمكن استحصالها نقية بطرق الإرجاع العادية. وبدلاً من ذلك يمكن الحصول عليها بالتحليل الكهربائي لأحد أملاحها المناسبة أو بتفاعل أكسيد المعدن مع الألمنيوم Al بالتسخين:

وهو قابل للطرق والسحب، كتلته الذرية النسبية 92.91، كتلته الحجمية 8.5 غ/سم³، درجة انصهاره 2470 ْس، درجة غليانه 5100 ْس، نصف قطر ذرته 142.89 بيكومتر. ناقليته الكهربائية (بالنسبة إلى الزئبق ذي الناقلية 1) تساوي 5.

يدخل النيوبيوم في تركيب بعض السبائك فيكسبها ارتفاعاً في درجة الانصهار ومقاومة للتآكل؛ لذا تستخدم هذه السبائك في صناعة أجهزة اللحام وفي الصناعة الكهربائية.

خواصه الكيمياوية

يقاوم النيوبيوم وهو بالحالة المعدنية المتراصة مختلف المؤثرات الكيمياوية، وهو لا ينحل بأي من الحموض المعروفة باستثناء المزيج (HF + HNO₃)، ولا تؤثر محاليل القلويات فيه؛ إلا أن القلويات المصهورة تحله ببطء. ويتفاعل - بحالة مسحوق - بشدة عند درجات الحرارة المرتفعة مع الأكسجين والهالوجينات والكبريت والآزوت والكربون، وهو يمتص الهدروجين من دون أن يتشكل مركبات هدروجينية معينة.

	الشكل (1) أهم تفاعلات النيوبيوم
	الشكل (2)بنية NbCl3 الفراغية

ويلخص الشكل (1) أهم تفاعلات النيوبيوم.

درجة أكسدة النيوبيوم في معظم مركباته +5، والمركبات الحاوية على نيوبيوم بدرجة أكسدة أصغر من +5 غير ثابتة. وتُعرف للنيوبيوم ثلاثة أكاسيد هي: NbO وNbO₂ وNb₂O₅. ويحصل على الأكسيد Nb₂O₅ - وهو أهم أكاسيده - بتسخين مسحوق المعدن إلى درجة التوهج في تيار من الأكسجين، وهو ذو خواص حمضية ضعيفة ولا ينحل عملياً في الماء ولا يمكن الحصول على النيوبات إلا بصهر الأكسيد الموافق مع القلوي. وتتحلمه (تتحلل بالماء) النيوبات بشدة في المحاليل المائية وتكون نواتج الحلمهة ذات صيغ معقدة. وعند تحميض المحلول قليلاً تترسب مادة هلامية بيضاء صيغتها Nb₂O_5. x H₂O تنحل في محاليل القلويات المركزة وفي محاليل الحموض القوية أيضاً مما يدل على خواصه الأمفوتيرية (المذبذبة). ويمكن عدّه حمضاً صيغته تختلف باختلاف قيمة x وهي:

HNbO₃ (عندما x=1) أو H₄Nb₂O₇ (عندما x=2)، أوH₃NbO₄  (عندما x=3) وتُستحضر أملاح ضروب النيوبات niobates بصهر الأكسيد Nb₂O₅ مع الأسس أو أملاح الكربونات:

أما الأكاسيد بالدرجات الأدنى من (+5) فيُحصل عليها بإرجاع الأكسيد Nb₂O₅.

يُعدّ NbCl₅ أهم مركب هالوجيني للنيوبيوم، وهو يذوب من دون تفكك في المذيبات العضوية العادية مثل:

 الكحول C₂H₅OH، وCCl₄. كما أنه يتفكك بالماء مشكلاً حمض النيوبيوم وHCl، ويبيّن الشكل (2) البنية الفراغية لهذا المركب:

موفق شخاشيرو

تنتاليوم ـ فاناديوم.

ـ هيام بيرقدار، الكيمياء العضوية (مطبعة محمد هاشم الكتبي دمشق، 1391هـ - 1971م).

ـ الهادي زروق، المولدي عبد الكافي، قاسم أم الزين، كيمياء العناصر، مراجعة هيام بيرقدار، تحرير موفق شخاشيرو (المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم، تونس 1988).

-   COTTON et al., Advanced Inorganic Chemistry,6th edition (John Wiley & Sons 1999).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد الواحد والعشرون

رقم الصفحة ضمن المجلد : 249

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية