铌是灰白色金屬(shǔ),熔點2468℃,沸點4742℃,密度8.57克/立方厘米。室溫下铌在空氣中穩定,在氧氣中紅熱時也(yě)不被完全氧化,高溫下與硫、氮 、碳直接化合 ,能與鈦 、鋯(gào)、鉿、鎢(wū)形成合金(jīn)。不與無機酸或堿作用,也不溶於王水,但可溶於(yú)氫氟(fú)酸。铌的氧化態為-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(de)灰色金屬,具有順(shùn)磁性,屬於元素(sù)周期表上的5族。高純度(dù)铌金屬(shǔ)的延展性較高,但會隨雜質(zhì)含量(liàng)的增加而(ér)變硬。它的(de)最外電子層排布(bù)和其他的5族元素非常不同。同樣的現象也出(chū)現在前後的釕(44)、銠(lǎo)(45)和鈀(46)元素上。
Z
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元素
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每(měi)層(céng)電子(zǐ)數
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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(tǎn)
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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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铌在低溫狀態下會呈現超導體性質。在標準大氣壓力下,它的臨界溫度為9.2K,是(shì)所有單質(zhì)超導體中最高的。其磁穿(chuān)透深度也是所有元素中(zhōng)最高的。铌是三種單質第II類超導體之一,其他兩種分別(bié)為釩和锝。铌金屬的純度會大大影響其超導性質(zhì) 。
铌對於熱中子的捕獲截麵很低,因此在(zài)核工業上有相當的用處。
铌金屬室(shì)溫下在空氣中是極其穩(wěn)定的,不與空氣作用。雖然它在單質狀(zhuàng)態下的熔點較高(2,468°C),但其密度卻比(bǐ)其他(tā)難熔金屬低。铌還能抵禦各種侵蝕,並能形成介電氧(yǎng)化層。
铌的電正性比位於其左邊的鋯(gào)元素低。其原子大小和位於其下方的鉭元素原子幾乎相同,這是鑭係收縮(suō)效應所造成的。這使得铌的化學性質與鉭非常相(xiàng)近。雖然它的抗(kàng)腐蝕性(xìng)沒有(yǒu)鉭(tǎn)這麽高,但是它價格更低,也更(gèng)為常見,所以在要(yào)求較(jiào)低(dī)的情況(kuàng)下常用以代替鉭,例如作化工廠化學物槽內(nèi)塗層物料。
主條目(mù):铌的同位素。
自然產生的铌由一種(zhǒng)穩定同位素組成:Nb。截至2003年,已合成的放射(shè)性同位素共有至少32種,原(yuán)子量在81和113之間。其中最穩定的是Nb,半衰期有3470萬年;Nb是最不穩定的同(tóng)位素之一,其半衰(shuāi)期估計隻有30毫秒。比Nb更輕的同位素(sù)一般進行β衰變,比它重的則會進行β衰(shuāi)變。例外(wài)包括(kuò):Nb、Nb和Nb會進行少量β緩發質子發射,Nb會進行電子捕獲和正電子發射,而Nb會同時進行(háng)正電子(β)和電子(β)發射。
已知的同核異構體共有25種,質量數(shù)介(jiè)乎84至104。這(zhè)個(gè)質量區間內的同位素中,隻有Nb、Nb和Nb不具有(yǒu)同核異構(gòu)體。最穩定(dìng)的铌同核(hé)異構體是Nb,半衰期(qī)為16.13年;最不穩定的是Nb,半衰期為103納秒。除Nb進行少量電子(zǐ)捕獲之外,所有同核異構體的衰(shuāi)變方(fāng)式(shì)都是同核異構體轉(zhuǎn)換或β衰變。