铌是灰白色金屬,熔點2468℃,沸點4742℃,密(mì)度8.57克(kè)/立方厘米。室溫下铌在(zài)空氣中穩定,在氧氣中紅熱(rè)時也不被完全(quán)氧(yǎng)化,高溫下與硫、氮 、碳直接化合 ,能與鈦(tài) 、鋯、鉿、鎢形成(chéng)合(hé)金。不與無機酸或堿作用(yòng),也不溶於王水,但可溶於(yú)氫氟酸。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(guāng)澤的灰色金屬(shǔ),具有順磁性,屬(shǔ)於元素周期表上(shàng)的5族。高純度铌金屬的延展性較高(gāo),但會隨雜質含量的增加(jiā)而變(biàn)硬。它的最外電(diàn)子層排布和其(qí)他的5族元素非常不同。同樣的(de)現象也出(chū)現(xiàn)在前後的釕(44)、銠(45)和鈀(46)元(yuán)素上。
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Z
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元素
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每層電子數
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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
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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(huì)呈現超導體性質。在標準大(dà)氣壓力下,它的臨(lín)界溫度為(wéi)9.2K,是所有單質超導體中最高(gāo)的。其磁穿透深度也是所有元素中(zhōng)最高的。铌是三種單質第(dì)II類超導體之一,其他(tā)兩種分別為釩和锝。铌(ní)金屬的(de)純度會大大影響其超導性質 。
铌對於熱中子的捕獲(huò)截(jié)麵很低,因此(cǐ)在核工業上有相當的用處。
铌金屬室溫下在空氣中是極其穩定的(de),不(bú)與空氣作用(yòng)。雖然它在單質狀(zhuàng)態下的熔點較高(2,468°C),但其密度卻比其他難熔金屬低。铌(ní)還能抵禦各種侵蝕,並能形成介電(diàn)氧化層(céng)。
铌(ní)的電正性比位於其左(zuǒ)邊的(de)鋯元素低。其原子大小和位於其下方的鉭(tǎn)元素原子幾乎相同,這是鑭係收縮效應所造成的。這使得铌的化學性質與鉭非常相近。雖然它的(de)抗(kàng)腐蝕性沒有鉭這麽高(gāo),但是它價格更低(dī),也更為常見,所以在要求較低的情況下常用以代替鉭,例如作化工(gōng)廠化學物槽內塗層物料。
主條目:铌的(de)同位素。
自然產生的铌由一種穩定同位素組成:Nb。截至2003年,已合成的放射性同位素共有至少32種,原子量在81和113之間。其中最穩定的是Nb,半衰期有3470萬年;Nb是最不穩定的同位素之一,其半衰期(qī)估計隻有30毫秒。比Nb更輕的同位素一般進(jìn)行β衰變,比它重的(de)則會進行β衰變。例外包括:Nb、Nb和Nb會進行(háng)少量(liàng)β緩發質子(zǐ)發射,Nb會進行電子捕獲(huò)和正電子發射,而Nb會同時進(jìn)行正電(diàn)子(β)和(hé)電(diàn)子(β)發射。
已知的同核異構體共有25種(zhǒng),質量數介乎84至104。這個質量區(qū)間內(nèi)的同位素中,隻有Nb、Nb和Nb不具有同核(hé)異構體。最穩定的铌同核(hé)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納秒。除Nb進行少(shǎo)量電(diàn)子捕獲之外,所有同核異構體的(de)衰(shuāi)變(biàn)方式(shì)都是同核異構(gòu)體轉換或β衰變。