Nióbio: diferenças entre revisões

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O nióbio não era utilizado comercialmente até o século XX. Existem poucas minas de extração economicamente viável de nióbio no mundo, sendo o Brasil o maior produtor mundial de nióbio e ferronióbio, uma liga de nióbio e ferro, e responsável por 75% da produção mundial do elemento.<ref>Darlan Alvarenga,'Monopólio' brasileiro do nióbio gera cobiça mundial, controvérsia e mitos], Disponível em: [http://g1.globo.com/economia/negocios/noticia/2013/04/monopolio-brasileiro-do-niobio-gera-cobica-mundial-controversia-e-mitos.html?fb_action_ids=437803089642924&fb_action_types=og.recommends&fb_source=other_multiline&action_object_map=%7B%22437803089642924%22%3A594292470582777%7D&action_type_map=%7B%22437803089642924%22%3A%22og.recommends%22%7D&action_ref_map=%5B%5D , acessado no dia 14 de setembro de 2014</ref><ref>Autor desconhecido, Metais mais raros da Terra entram para "lista de risco", Disponível em :[http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=metais-mais-raros-terra-lista-risco&id=010125110915 Inovação Tecnológica], acessado no dia 14 de setembro de 2014</ref>
O nióbio não era utilizado comercialmente até o século XX. Existem poucas minas de extração economicamente viável de nióbio no mundo, sendo o Brasil o maior produtor mundial de nióbio e ferronióbio, uma liga de nióbio e ferro, e responsável por 75% da produção mundial do elemento.<ref>Darlan Alvarenga,'Monopólio' brasileiro do nióbio gera cobiça mundial, controvérsia e mitos], Disponível em: [http://g1.globo.com/economia/negocios/noticia/2013/04/monopolio-brasileiro-do-niobio-gera-cobica-mundial-controversia-e-mitos.html?fb_action_ids=437803089642924&fb_action_types=og.recommends&fb_source=other_multiline&action_object_map=%7B%22437803089642924%22%3A594292470582777%7D&action_type_map=%7B%22437803089642924%22%3A%22og.recommends%22%7D&action_ref_map=%5B%5D , acessado no dia 14 de setembro de 2014</ref><ref>Autor desconhecido, Metais mais raros da Terra entram para "lista de risco", Disponível em :[http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=metais-mais-raros-terra-lista-risco&id=010125110915 Inovação Tecnológica], acessado no dia 14 de setembro de 2014</ref>


Ele é muito utilizado nas ligas, em especial na produção de aços especiais que são utilizados na estrutura física dos [[gasodutos]]. Embora estas ligas contém no máximo 0,1%, a pequena porcentagem de nióbio proporciona uma grande resistência mecânica no aço. A estabilidade térmica das superligas que contém nióbio é importante para a produção de motores de aeroplanos e na [[propulsão de foguete]]s e em vários materiais supercondutores. Estas ligas supercondutoras do tipo II, que também contém [[titânio]] e [[estanho]], são geralmente usadas nos ímãs supercondutoras nas [[imagem por ressonância magnética|imagens por ressonância magnética]]. Outras aplicações incluem a soldagem, indústria nuclear, eletrônica, óptica, numismática e produção de [[joia]]s. Nas últimas duas aplicações ele é utilizado pela sua baixa toxicidade e pela possibilidade de coloração pela [[anodização]].
Ele é muito utilizado nas ligas, em especial na produção de aços especiais que são utilizados na estrutura física dos [[gasodutos]]. Embora estas ligas contenham no máximo 0,1%, a pequena porcentagem de nióbio proporciona uma grande resistência mecânica no aço. A estabilidade térmica das superligas que contém nióbio é importante para a produção de motores de aeroplanos e na [[propulsão de foguete]]s e em vários materiais supercondutores. Estas ligas supercondutoras do tipo II, que também contém [[titânio]] e [[estanho]], são geralmente usadas nos ímãs supercondutoras nas [[imagem por ressonância magnética|imagens por ressonância magnética]]. Outras aplicações incluem a soldagem, indústria nuclear, eletrônica, óptica, numismática e produção de [[joia]]s. Nas últimas duas aplicações ele é utilizado pela sua baixa toxicidade e pela possibilidade de coloração pela [[anodização]].


== História ==
== História ==
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Subsequentemente, havia muitas confusões <ref name="Wolla">{{cite journal|title = On the Identity of Columbium and Tantalum|pages = 246–252|journal = Philosophical Transactions of the Royal Society|first = William Hyde|last = Wollaston|authorlink = William Hyde Wollaston|doi = 10.1098/rstl.1809.0017| jstor = 107264|volume = 99|year = 1809}}</ref> sobre a diferença entre o colúmbio (nióbio) e intimamente relacionado tântalo. Em 1809, o químico inglês [[William Hyde Wollaston]] comparava os óxidos derivavam de ambos colúmbio-columbito, com uma densidade acima de 5,918&nbsp;g/cm<sup>3</sup>, e o tântalo-[[tantalita]], com uma densidade acima de 8&nbsp;g/cm<sup>3</sup>, concluiu que os dois óxidos, apesar da significativa diferença de densidade, eram idênticos, deste modo ele manteve o nome de tântalo.<ref name="Wolla" /> Esta conclusão foram disputadas em 1846 pelo químico alemão [[Heinrich Rose]], que argumentou que havia dois elementos químicos diferentes em uma simples tantalita, e nomeou na época homenageando a criança de [[Tantalus]]: ''nióbio'' (de Níobe), e ''pelônio'' (de [[Pelops]]).<ref name="Pelop">{{cite journal|title = Ueber die Zusammensetzung der Tantalite und ein im Tantalite von Baiern enthaltenes neues Metall|pages = 317–341|journal = Annalen der Physik|authorlink = Heinrich Rose|language=German|first = Heinrich|last = Rose|doi = 10.1002/andp.18441391006|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15148n/f327.table|volume = 139|issue = 10|year = 1844|bibcode = 1844AnP...139..317R }}</ref><ref>{{cite journal|title = Ueber die Säure im Columbit von Nordamérika|language=German|pages = 572–577|first = Heinrich|last = Rose|journal = Annalen der Physik|doi = 10.1002/andp.18471460410|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15155x/f586.table |year=1847| volume = 146|issue = 4|authorlink = Heinrich Rose|bibcode = 1847AnP...146..572R }}</ref> Esta confusão surgiu pelas mínimas diferenças observadas entre o tântalo e o nióbio. A afirmação dos novos elementos: ''pelônio'', ''ilmênio'' e ''diânio''<ref name="Dianium">{{cite journal|title = Ueber eine eigenthümliche Säure, Diansäure, in der Gruppe der Tantal- und Niob- verbindungen|first = V.|last = Kobell|journal =Journal für Praktische Chemie|volume = 79|issue = 1|pages = 291–303 |doi=10.1002/prac.18600790145|year = 1860}}</ref> foram de fato semelhantes para o nióbio ou nas misturas de nióbio e tântalo.<ref name="Ilmen" />
Subsequentemente, havia muitas confusões <ref name="Wolla">{{cite journal|title = On the Identity of Columbium and Tantalum|pages = 246–252|journal = Philosophical Transactions of the Royal Society|first = William Hyde|last = Wollaston|authorlink = William Hyde Wollaston|doi = 10.1098/rstl.1809.0017| jstor = 107264|volume = 99|year = 1809}}</ref> sobre a diferença entre o colúmbio (nióbio) e intimamente relacionado tântalo. Em 1809, o químico inglês [[William Hyde Wollaston]] comparava os óxidos derivavam de ambos colúmbio-columbito, com uma densidade acima de 5,918&nbsp;g/cm<sup>3</sup>, e o tântalo-[[tantalita]], com uma densidade acima de 8&nbsp;g/cm<sup>3</sup>, concluiu que os dois óxidos, apesar da significativa diferença de densidade, eram idênticos, deste modo ele manteve o nome de tântalo.<ref name="Wolla" /> Esta conclusão foram disputadas em 1846 pelo químico alemão [[Heinrich Rose]], que argumentou que havia dois elementos químicos diferentes em uma simples tantalita, e nomeou na época homenageando a criança de [[Tantalus]]: ''nióbio'' (de Níobe), e ''pelônio'' (de [[Pelops]]).<ref name="Pelop">{{cite journal|title = Ueber die Zusammensetzung der Tantalite und ein im Tantalite von Baiern enthaltenes neues Metall|pages = 317–341|journal = Annalen der Physik|authorlink = Heinrich Rose|language=German|first = Heinrich|last = Rose|doi = 10.1002/andp.18441391006|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15148n/f327.table|volume = 139|issue = 10|year = 1844|bibcode = 1844AnP...139..317R }}</ref><ref>{{cite journal|title = Ueber die Säure im Columbit von Nordamérika|language=German|pages = 572–577|first = Heinrich|last = Rose|journal = Annalen der Physik|doi = 10.1002/andp.18471460410|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15155x/f586.table |year=1847| volume = 146|issue = 4|authorlink = Heinrich Rose|bibcode = 1847AnP...146..572R }}</ref> Esta confusão surgiu pelas mínimas diferenças observadas entre o tântalo e o nióbio. A afirmação dos novos elementos: ''pelônio'', ''ilmênio'' e ''diânio''<ref name="Dianium">{{cite journal|title = Ueber eine eigenthümliche Säure, Diansäure, in der Gruppe der Tantal- und Niob- verbindungen|first = V.|last = Kobell|journal =Journal für Praktische Chemie|volume = 79|issue = 1|pages = 291–303 |doi=10.1002/prac.18600790145|year = 1860}}</ref> foram de fato semelhantes para o nióbio ou nas misturas de nióbio e tântalo.<ref name="Ilmen" />


As diferenças entre o tântalo e o nióbio foram inequivocamente demostradas em 1864 por [[Christian Wilhelm Blomstrand]], <ref name="Ilmen" /> e [[Henri Etienne Sainte-Claire Deville]], e assim como [[Louis J. Troost]], que determinaram as fórmulas de alguns dos compostos em 1865<ref name="Ilmen">{{cite journal|title = Tantalsäure, Niobsäure, (Ilmensäure) und Titansäure|journal = Fresenius' Journal of Analytical Chemistry|volume = 5|issue = 1|year = 1866|doi = 10.1007/BF01302537|pages = 384–389|author= Marignac, Blomstrand, H. Deville, L. Troost und R. Hermann}}</ref><ref name="Gupta" /> e finalmente pelo químico suíço [[Jean Charles Galissard de Marignac]]<ref>{{cite journal|journal = [[Annales de chimie et de physique]]|title = Recherches sur les combinaisons du niobium|pages = 7–75|authorlink = Jean Charles Galissard de Marignac|language=French| first = M. C.|last= Marignac|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k34818t/f4.table|year= 1866|volume = 4|issue = 8}}</ref> que em 1866, quem provou integralmente que havia dois elementos químicos. Os artigos sobre o ''ilmênio'' continuam a aparecer até 1871.<ref>{{cite journal|title = Fortgesetzte Untersuchungen über die Verbindungen von Ilmenium und Niobium, sowie über die Zusammensetzung der Niobmineralien (Further research about the compounds of ilmenium and niobium, as well as the composition of niobium minerals)|first = R.|last = Hermann|journal = Journal für Praktische Chemie|language=German|volume = 3|issue = 1|pages =373–427|doi = 10.1002/prac.18710030137|year = 1871}}</ref>
As diferenças entre o tântalo e o nióbio foram inequivocamente demonstradas em 1864 por [[Christian Wilhelm Blomstrand]], <ref name="Ilmen" /> e [[Henri Etienne Sainte-Claire Deville]], e assim como [[Louis J. Troost]], que determinaram as fórmulas de alguns dos compostos em 1865<ref name="Ilmen">{{cite journal|title = Tantalsäure, Niobsäure, (Ilmensäure) und Titansäure|journal = Fresenius' Journal of Analytical Chemistry|volume = 5|issue = 1|year = 1866|doi = 10.1007/BF01302537|pages = 384–389|author= Marignac, Blomstrand, H. Deville, L. Troost und R. Hermann}}</ref><ref name="Gupta" /> e finalmente pelo químico suíço [[Jean Charles Galissard de Marignac]]<ref>{{cite journal|journal = [[Annales de chimie et de physique]]|title = Recherches sur les combinaisons du niobium|pages = 7–75|authorlink = Jean Charles Galissard de Marignac|language=French| first = M. C.|last= Marignac|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k34818t/f4.table|year= 1866|volume = 4|issue = 8}}</ref> que em 1866, quem provou integralmente que havia dois elementos químicos. Os artigos sobre o ''ilmênio'' continuam a aparecer até 1871.<ref>{{cite journal|title = Fortgesetzte Untersuchungen über die Verbindungen von Ilmenium und Niobium, sowie über die Zusammensetzung der Niobmineralien (Further research about the compounds of ilmenium and niobium, as well as the composition of niobium minerals)|first = R.|last = Hermann|journal = Journal für Praktische Chemie|language=German|volume = 3|issue = 1|pages =373–427|doi = 10.1002/prac.18710030137|year = 1871}}</ref>


De Marignac foi o primeiro a preparar o metal em 1864, quando ele [[redução|reduziu]] o cloreto de nióbio aquecendo em atmosfera modificada de [[hidrogênio]].<ref name="nauti">{{cite web|url = http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e04100.html|title = Niobium|publisher = Universidade de Coimbra|accessdate = 2008-09-05}}</ref> embora De Marignac fosse capaz de produzir o nióbio sem tântalo em larga escola em 1866, somente no início do século XX que o nióbio foi utilizado em escala comercial nos filamentos das [[lâmpada incandescente|lâmpadas incandescentes]].<ref name="Gupta" /> Ele foi rapidamente tornou-se obsoleto com a substituição do nióbio com o [[tungstênio]], que tem um elevado ponto de fusão e assim é o preferido para a utilização de lâmpadas incandescentes. A descoberta que o nióbio melhora o micro aços-ligas foi produzida em 1920, e esta aplicação a permanecer sua utilização predominante.<ref name="Gupta" /> Em 1961, o físico americano [[Eugene Kunzler]] e seus colaboradores da [[Bell Labs]] descobriu que a folha-de-flandres de nióbio apresenta supercondutividade na presença da corrente elétrica e dos campos magnéticos,<ref>Geballe ''et al.'' (1993) tem o ponto crítico da corrente de 150&nbsp;[[ampere|kiloamperes]] e os campos magnéticos de 8,8&nbsp;[[tesla (unit)|tesla]].</ref> fazendo o primeiro material para suportar a alta corrente e os campos necessários para ímãs e maquinários de alta potência. Esta descoberta ligará duas décadas depois, a produção de longos cabos multi-vertentes que poderiam ser utilizados nas bobinas, poderosos eletroímãs para máquinas rotativas, aceleradores de partículas ou detectores de partículas.<ref name="geballe">{{cite journal|last = Geballe|first = Theodore H.| title = Superconductivity: From Physics to Technology|journal = Physics Today|volume = 46|issue = 10|date=October 1993|pages=52–56|url =|doi=10.1063/1.881384|bibcode = 1993PhT....46j..52G }}</ref><ref>{{cite journal|volume = 95|pages = 1435–1435|year = 1954|title = Superconductivity of Nb<sub>3</sub>Sn|first = B. T.|last = Matthias|coauthors = Geballe, T. H.; Geller, S.; Corenzwit, E.|doi = 10.1103/PhysRev.95.1435|journal = Physical Review|bibcode = 1954PhRv...95.1435M|issue = 6 }}</ref>
De Marignac foi o primeiro a preparar o metal em 1864, quando ele [[redução|reduziu]] o cloreto de nióbio aquecendo em atmosfera modificada de [[hidrogênio]].<ref name="nauti">{{cite web|url = http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e04100.html|title = Niobium|publisher = Universidade de Coimbra|accessdate = 2008-09-05}}</ref> Embora De Marignac fosse capaz de produzir o nióbio sem tântalo em larga escola em 1866, somente no início do século XX que o nióbio foi utilizado em escala comercial nos filamentos das [[lâmpada incandescente|lâmpadas incandescentes]].<ref name="Gupta" /> Ele foi rapidamente tornou-se obsoleto com a substituição do nióbio com o [[tungstênio]], que tem um elevado ponto de fusão e assim é o preferido para a utilização de lâmpadas incandescentes. A descoberta que o nióbio melhora o micro aços-ligas foi produzida em 1920, e esta aplicação a permanecer sua utilização predominante.<ref name="Gupta" /> Em 1961, o físico americano [[Eugene Kunzler]] e seus colaboradores da [[Bell Labs]] descobriu que a folha-de-flandres de nióbio apresenta supercondutividade na presença da corrente elétrica e dos campos magnéticos,<ref>Geballe ''et al.'' (1993) tem o ponto crítico da corrente de 150&nbsp;[[ampere|kiloamperes]] e os campos magnéticos de 8,8&nbsp;[[tesla (unit)|tesla]].</ref> fazendo o primeiro material para suportar a alta corrente e os campos necessários para ímãs e maquinários de alta potência. Esta descoberta ligará duas décadas depois, a produção de longos cabos multi-vertentes que poderiam ser utilizados nas bobinas, poderosos eletroímãs para máquinas rotativas, aceleradores de partículas ou detectores de partículas.<ref name="geballe">{{cite journal|last = Geballe|first = Theodore H.| title = Superconductivity: From Physics to Technology|journal = Physics Today|volume = 46|issue = 10|date=October 1993|pages=52–56|url =|doi=10.1063/1.881384|bibcode = 1993PhT....46j..52G }}</ref><ref>{{cite journal|volume = 95|pages = 1435–1435|year = 1954|title = Superconductivity of Nb<sub>3</sub>Sn|first = B. T.|last = Matthias|coauthors = Geballe, T. H.; Geller, S.; Corenzwit, E.|doi = 10.1103/PhysRev.95.1435|journal = Physical Review|bibcode = 1954PhRv...95.1435M|issue = 6 }}</ref>


Em 2009, o trabalho de pesquisa da [[COPPE]], [[UFRJ|UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro)]], obteve uma patente internacional para uma tinta anticorrosiva a base de nióbio num processo denominado "niobização".<ref>'''Tinta anticorrosividade de nióbio rende à COPPE patente internacional'''. Disponível em: <http://www.planeta.coppe.ufrj.br/artigo.php?artigo=710>. Acesso em: 15 jan. 2009.</ref>
Em 2009, o trabalho de pesquisa da [[COPPE]], [[UFRJ|UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro)]], obteve uma patente internacional para uma tinta anticorrosiva a base de nióbio num processo denominado "niobização".<ref>'''Tinta anticorrosividade de nióbio rende à COPPE patente internacional'''. Disponível em: <http://www.planeta.coppe.ufrj.br/artigo.php?artigo=710>. Acesso em: 15 jan. 2009.</ref>
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===Físicas===
===Físicas===


O nióbio é um material lustroso, com coloração cinza brilhante, [[ductilidade|dúctil]], um metal paragmético no Grupo 5 da Tabela Periódica, embora tem uma configuração eletrônica anômalo se comparado com os outros membros. (Isto pode ser obervado nos vizinhos como o [[rutênio]] (44), o [[ródio]] (45) e o [[paládio]] (46).)
O nióbio é um material lustroso, com coloração cinza brilhante, [[ductilidade|dúctil]], um metal paramagnético no Grupo 5 da Tabela Periódica, embora tenha uma configuração eletrônica anômala se comparado com os outros membros. (Isto pode ser observado nos vizinhos como o [[rutênio]] (44), o [[ródio]] (45) e o [[paládio]] (46).)


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| 73 || [[tântalo]] || 2, 8, 18, 32, 11, 2
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| 105 || [[dúbnio]] || 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (predicted)
| 105 || [[dúbnio]] || 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (previsto)
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O nióbio torna-se um material criogênico sob temperaturas criogênicas. Sob pressão atmosférica, ele tem a temperatura crítica mais elevada dos elementos supercondutores: 9.2&nbsp;[[Kelvin|K]].<ref name="Pein">{{cite journal|title = A Superconducting Nb<sub>3</sub>Sn Coated Multicell Accelerating Cavity|first = M.|last = Peiniger|author2=Piel, H. |journal = Nuclear Science|year= 1985|volume= 32|issue = 5|doi = 10.1109/TNS.1985.4334443|page = 3610|bibcode = 1985ITNS...32.3610P }}</ref> Ele tem a melhor supercondutividade.<ref name="Pein" /> Além disso, ele é um dos três elementos supercondutores Tipo 2, junto com o [[vanádio]] e o [[tecnécio]]. As propriedades supercondutoras são fortemente dependentes de sua pureza.<ref name="Moura">{{cite journal|title=Melting And Purification Of Niobium|first=Hernane R.|last = Salles Moura|coauthor=Louremjo de Moura, Louremjo |journal=AIP Conference Proceedings|year=2007|issue=927(Single Crystal – Large Grain Niobium Technology)|pages=165–178|publisher=American Institute of Physics|issn=0094-243X|url=http://link.aip.org/link/?APCPCS/927/165/1}}</ref> Quando mais puro, mais mole e dúctil, porém as impurezas do nióbio tornam-o mais duro.<!--awkward; this either contains redundancy or is leaving something out--><ref name="Nowak" />
O nióbio torna-se um material criogênico sob temperaturas criogênicas. Sob pressão atmosférica, ele tem a temperatura crítica mais elevada dos elementos supercondutores: 9.2&nbsp;[[Kelvin|K]].<ref name="Pein">{{cite journal|title = A Superconducting Nb<sub>3</sub>Sn Coated Multicell Accelerating Cavity|first = M.|last = Peiniger|author2=Piel, H. |journal = Nuclear Science|year= 1985|volume= 32|issue = 5|doi = 10.1109/TNS.1985.4334443|page = 3610|bibcode = 1985ITNS...32.3610P }}</ref> Ele tem a melhor supercondutividade.<ref name="Pein" /> Além disso, ele é um dos três elementos supercondutores Tipo 2, junto com o [[vanádio]] e o [[tecnécio]]. As propriedades supercondutoras são fortemente dependentes de sua pureza.<ref name="Moura">{{cite journal|title=Melting And Purification Of Niobium|first=Hernane R.|last = Salles Moura|coauthor=Louremjo de Moura, Louremjo |journal=AIP Conference Proceedings|year=2007|issue=927(Single Crystal – Large Grain Niobium Technology)|pages=165–178|publisher=American Institute of Physics|issn=0094-243X|url=http://link.aip.org/link/?APCPCS/927/165/1}}</ref> Quando mais puro, mais mole e dúctil, porém as impurezas do nióbio o tornam mais duro.<!--awkward; this either contains redundancy or is leaving something out--><ref name="Nowak" />


O metal tem uma baixa captação de nêutrons térmicos <ref>{{cite journal|title = Columbium Alloys Today| last = Jahnke| first = L.P.|coauthors = Frank, R.G.; Redden, T.K.|year = 1960|journal = Metal Progr.|volume = 77|issue = 6|pages = 69–74|osti = 4183692}}</ref> e por causa isso ele é utilizado nas indústrias nucleares.<ref>{{cite journal|first = A. V.|last = Nikulina|title = Zirconium-Niobium Alloys for Core Elements of Pressurized Water Reactors|journal = Metal Science and Heat Treatment|volume = 45|issue = 7–8|year = 2003|doi = 10.1023/A:1027388503837|pages = 287–292}}</ref>
O metal tem uma baixa captação de nêutrons térmicos <ref>{{cite journal|title = Columbium Alloys Today| last = Jahnke| first = L.P.|coauthors = Frank, R.G.; Redden, T.K.|year = 1960|journal = Metal Progr.|volume = 77|issue = 6|pages = 69–74|osti = 4183692}}</ref> e por causa isso ele é utilizado nas indústrias nucleares.<ref>{{cite journal|first = A. V.|last = Nikulina|title = Zirconium-Niobium Alloys for Core Elements of Pressurized Water Reactors|journal = Metal Science and Heat Treatment|volume = 45|issue = 7–8|year = 2003|doi = 10.1023/A:1027388503837|pages = 287–292}}</ref>
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=== Isótopos ===
=== Isótopos ===


O nióbio ocorre naturalmente é composto de um isótopo estável, <sup>93</sup>Nb.<ref name="NUBASE">{{cite journal| first = Audi| last = Georges|title = The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties| journal = Nuclear Physics A| volume = 729| pages = 3–128| publisher = Atomic Mass Data Center| year = 2003| doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001| bibcode=2003NuPhA.729....3A| last2 = Bersillon| first2 = O.| last3 = Blachot| first3 = J.| last4 = Wapstra| first4 = A.H.}}</ref> Desde 2003, os menores de 32 [[radioisótopo]]s têm sido sintetizados, variando a sua massa atômica entre 81 até 113. O isômero mais estável é o <sup>92</sup>Nb com uma meia-vida de 34,7&nbsp; de milhões de anos. Um dos menores isótopos é o <sup>113</sup>Nb, com sua meia-vida estimada de 30&nbsp;milisegundos. Os isótopos que são mais leves do que o estável <sup>93</sup>Nb tende a decompor pelos raios betas positivo (β<sup>+</sup>) e estes que são mais pesos tende a decompor pelos raios beta negativo (β<sup>-</sup>), com algumas exceções. O <sup>81</sup>Nb, <sup>82</sup>Nb e o <sup>84</sup>Nb têm os raios β<sup>+</sup> decompostos pela órbita da emissão de prótons, o <sup>91</sup>Nb decompõe pela captura de elétrons e pela emissão de prótons e o <sup>92</sup>Nb decompões por ambos os raios betas, respectivamente, β<sup>+</sup> e o β<sup>-</sup>.<ref name="NUBASE" />
O nióbio ocorre naturalmente é composto de um isótopo estável, <sup>93</sup>Nb.<ref name="NUBASE">{{cite journal| first = Audi| last = Georges|title = The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties| journal = Nuclear Physics A| volume = 729| pages = 3–128| publisher = Atomic Mass Data Center| year = 2003| doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001| bibcode=2003NuPhA.729....3A| last2 = Bersillon| first2 = O.| last3 = Blachot| first3 = J.| last4 = Wapstra| first4 = A.H.}}</ref> Desde 2003, os menores de 32 [[radioisótopo]]s têm sido sintetizados, variando a sua massa atômica entre 81 até 113. O isômero mais estável é o <sup>92</sup>Nb com uma meia-vida de 34,7&nbsp; de milhões de anos. Um dos menores isótopos é o <sup>113</sup>Nb, com sua meia-vida estimada de 30&nbsp;milissegundos. Os isótopos que são mais leves do que o estável <sup>93</sup>Nb tende a decompor pelos raios betas positivo (β<sup>+</sup>) e estes que são mais pesos tende a decompor pelos raios beta negativo (β<sup>-</sup>), com algumas exceções. O <sup>81</sup>Nb, <sup>82</sup>Nb e o <sup>84</sup>Nb têm os raios β<sup>+</sup> decompostos pela órbita da emissão de prótons, o <sup>91</sup>Nb decompõe pela captura de elétrons e pela emissão de prótons e o <sup>92</sup>Nb decompões por ambos os raios betas, respectivamente, β<sup>+</sup> e o β<sup>-</sup>.<ref name="NUBASE" />


Com menos de 25 [[isomeria nuclear|isômeros nucleares]] descritos, com sua massa atômica baldeando entre 84 a 104. Com esta variedade, não são isômeros somente: <sup>96</sup>Nb, <sup>101</sup>Nb e <sup>103</sup>Nb. O isômero mais estável é o <sup>84m</sup>Nb com uma meia-vida de 103&nbsp;ns. Todos os isômeros decompõem pela transição isomérica ou pela decomposição dos raios beta, exceto o <sup>92m1</sup>Nb, que tem uma captura eletrônica em sua cadeia de desintegração.<ref name="NUBASE" />
Com menos de 25 [[isomeria nuclear|isômeros nucleares]] descritos, com sua massa atômica baldeando entre 84 a 104. Com esta variedade, não são isômeros somente: <sup>96</sup>Nb, <sup>101</sup>Nb e <sup>103</sup>Nb. O isômero mais estável é o <sup>84m</sup>Nb com uma meia-vida de 103&nbsp;ns. Todos os isômeros decompõem pela transição isomérica ou pela decomposição dos raios beta, exceto o <sup>92m1</sup>Nb, que tem uma captura eletrônica em sua cadeia de desintegração.<ref name="NUBASE" />
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Estima-se que o nióbio seja o 33° elemento mais abundante da Terra, com concentração de 20&nbsp;[[partes por milhão|ppm]].<ref>{{cite book|title = Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|last = Emsley|first=John|publisher = Oxford University Press|year = 2001|location = Oxford, England, UK|isbn = 0-19-850340-7|chapter = Niobium|pages = 283–286}}</ref> Alguns pensam que a abundância do nióbio no planeta é muito maior, porém não é possível encontrar mais fontes do elementos porque este está no núcleo terrestre por causa da sua elevada densidade.<ref name="patel" />O elemento nunca foi encontrado [[Estado nativo|livre]] na natureza.<ref name="Nowak">{{cite journal|title=Niobium Compounds: Preparation, Characterization, and Application in Heterogeneous Catalysis|author=Nowak, Izabela; Ziolek, Maria|journal=Chemical Reviews|year=1999|volume=99|issue=12|pages=3603–3624|doi=10.1021/cr9800208|pmid=11849031}}</ref> Os minérios que contêm nióbio também contém tântalo. Como a [[niobita]] (columbita) ([[Ferro|Fe]], [[manganês|Mn]])(Nb, [[tântalo (elemento químico)|Ta]])<sub>2</sub>[[oxigênio|O]]<sub>6</sub> e a [[niobita-tantalita]] [(Fe, Mn)(Ta, Nb)<sub>2</sub>O<sub>6</sub>].<ref name="ICE"/> Os minerais de columbita-tantalita são geralmente os minerais mais encontrados nas intrusões alcalinas e de [[pegmatito]]. Nos niobatos também se encontram elementos como o [[cálcio]], [[urânio]], o [[tório]] e [[terras raras|metais de terras raras]]. Os exemplos de niobatos são: os minerais de [[pirocloro]] ([[sódio|Na]][[cálcio|Ca]]Nb<sub>2</sub>O<sub>6</sub>[[flúor|F]] ), e [[euxenita]] [([[ítrio|Y]], Ca, [[cério|Ce]], [[urânio|U]], [[tório|Th]]) (Nb, Ta, [[titânio|Ti]])<sub>2</sub>O<sub>6</sub>]. Grandes depósitos de nióbio foram encontrados associados a rochas de [[carbono]] – [[silicato]]s, e como constituinte do pirocloro.<ref name="Pyrochlore">{{cite journal|title = Geochemical alteration of pyrochlore group minerals: Pyrochlore subgroup|year = 1995|first = Gregory R.|last = Lumpkin|author2=Ewing, Rodney C. |journal = American Mineralogist|url = http://www.minsocam.org/msa/AmMin/TOC/Articles_Free/1995/Lumpkin_p732-743_95.pdf|volume = 80|pages = 732–743}}</ref> <!--http://minmag.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/64/4/683 -->
Estima-se que o nióbio seja o 33° elemento mais abundante da Terra, com concentração de 20&nbsp;[[partes por milhão|ppm]].<ref>{{cite book|title = Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|last = Emsley|first=John|publisher = Oxford University Press|year = 2001|location = Oxford, England, UK|isbn = 0-19-850340-7|chapter = Niobium|pages = 283–286}}</ref> Alguns pensam que a abundância do nióbio no planeta é muito maior, porém não é possível encontrar mais fontes do elementos porque este está no núcleo terrestre por causa da sua elevada densidade.<ref name="patel" />O elemento nunca foi encontrado [[Estado nativo|livre]] na natureza.<ref name="Nowak">{{cite journal|title=Niobium Compounds: Preparation, Characterization, and Application in Heterogeneous Catalysis|author=Nowak, Izabela; Ziolek, Maria|journal=Chemical Reviews|year=1999|volume=99|issue=12|pages=3603–3624|doi=10.1021/cr9800208|pmid=11849031}}</ref> Os minérios que contêm nióbio também contém tântalo. Como a [[niobita]] (columbita) ([[Ferro|Fe]], [[manganês|Mn]])(Nb, [[tântalo (elemento químico)|Ta]])<sub>2</sub>[[oxigênio|O]]<sub>6</sub> e a [[niobita-tantalita]] [(Fe, Mn)(Ta, Nb)<sub>2</sub>O<sub>6</sub>].<ref name="ICE"/> Os minerais de columbita-tantalita são geralmente os minerais mais encontrados nas intrusões alcalinas e de [[pegmatito]]. Nos niobatos também se encontram elementos como o [[cálcio]], [[urânio]], o [[tório]] e [[terras raras|metais de terras raras]]. Os exemplos de niobatos são: os minerais de [[pirocloro]] ([[sódio|Na]][[cálcio|Ca]]Nb<sub>2</sub>O<sub>6</sub>[[flúor|F]] ), e [[euxenita]] [([[ítrio|Y]], Ca, [[cério|Ce]], [[urânio|U]], [[tório|Th]]) (Nb, Ta, [[titânio|Ti]])<sub>2</sub>O<sub>6</sub>]. Grandes depósitos de nióbio foram encontrados associados a rochas de [[carbono]] – [[silicato]]s, e como constituinte do pirocloro.<ref name="Pyrochlore">{{cite journal|title = Geochemical alteration of pyrochlore group minerals: Pyrochlore subgroup|year = 1995|first = Gregory R.|last = Lumpkin|author2=Ewing, Rodney C. |journal = American Mineralogist|url = http://www.minsocam.org/msa/AmMin/TOC/Articles_Free/1995/Lumpkin_p732-743_95.pdf|volume = 80|pages = 732–743}}</ref> <!--http://minmag.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/64/4/683 -->


Os dois maiores depositos de pirocloro foram descobertos em 1950 no Brasil e no Canadá e ambos os países são até hoje os maiores produtores de minério de nióbio.<ref name="Gupta" /> O maior depósito de intrusão de carbonatita está localizada em [[Araxá]], [[Minas Gerais]], no Brasil, que está sendo extraída pela CBMM ({{lang|pt|Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração}}) e o outro depósito está localizado em [[Goiás]] que está sendo extraída pela [[Anglo American]] (por meio da subsidiária Mineração Catalão), também extraindo uma intrusão subterrânea de carbonatita.<ref name="tesla" /> Estas duas minas brasileiras produzem cerca de 75% da demanda mundial de nióbio. A terceira maior produtora de nióbio é a mina subterrânea de carbonitita de Niobec , em [[Saint-Honoré, Quebec|Saint-Honoré]] próximo de [[Chicoutimi]], [[Quebec]], sendo extraída pela [[Iamgold|Iamgold Corporation Ltd]], que produz cerca de 7% da demanda mundial.<ref>[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/colummcs06.pdf Mineral USGS]</ref><ref name="tesla">{{cite web|url = http://tesla.desy.de/new_pages/TESLA_Reports/2001/pdf_files/tesla2001-27.pdf|title = Niob für TESLA|accessdate = 2008-09-02|first= J|last = Kouptsidis|author2=Peters, F. |author3=Proch, D. |author4= Singer, W. |publisher = Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY|language = German}}</ref> Os depósitos do [[Quênia]], em [[Kwale]], estão na sexta colocação entre os maiores produtores do mundo.<ref>http://www.businessdailyafrica.com/Cortec-Mining-to-build-Sh12-8bn-factory-/-/539552/1882130/-/158j4v2z/-/index.html</ref>
Os dois maiores depósitos de pirocloro foram descobertos em 1950 no Brasil e no Canadá e ambos os países são até hoje os maiores produtores de minério de nióbio.<ref name="Gupta" /> O maior depósito de intrusão de carbonatita está localizada em [[Araxá]], [[Minas Gerais]], no Brasil, que está sendo extraída pela CBMM ({{lang|pt|Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração}}) e o outro depósito está localizado em [[Goiás]] que está sendo extraída pela [[Anglo American]] (por meio da subsidiária Mineração Catalão), também extraindo uma intrusão subterrânea de carbonatita.<ref name="tesla" /> Estas duas minas brasileiras produzem cerca de 75% da demanda mundial de nióbio. A terceira maior produtora de nióbio é a mina subterrânea de carbonatita de Niobec , em [[Saint-Honoré, Quebec|Saint-Honoré]] próximo de [[Chicoutimi]], [[Quebec]], sendo extraída pela [[Iamgold|Iamgold Corporation Ltd]], que produz cerca de 7% da demanda mundial.<ref>[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/colummcs06.pdf Mineral USGS]</ref><ref name="tesla">{{cite web|url = http://tesla.desy.de/new_pages/TESLA_Reports/2001/pdf_files/tesla2001-27.pdf|title = Niob für TESLA|accessdate = 2008-09-02|first= J|last = Kouptsidis|author2=Peters, F. |author3=Proch, D. |author4= Singer, W. |publisher = Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY|language = German}}</ref> Os depósitos do [[Quênia]], em [[Kwale]], estão na sexta colocação entre os maiores produtores do mundo.<ref>http://www.businessdailyafrica.com/Cortec-Mining-to-build-Sh12-8bn-factory-/-/539552/1882130/-/158j4v2z/-/index.html</ref>


Novas minas de nióbio podem ser extraídas nos próximos anos. Segundo estudos geológicos, foram descobertos potenciais depósitos de extração viável nas regiões de [[Elk Creek, Nebraska]] e de [[Rondônia]] . <ref>http://journalstar.com/news/state-and-regional/nebraska/area-residents-dig-the-prospect-of-niobium-mine/article_bfe14646-b161-5295-8b4d-f382beabb7db.html</ref><ref name="inest">{{Citar web|url=http://www.inest.uff.br/index.php?option=com_content&view=article&id=175%3Afloresta-privatizada-em-rondonia-esconde-niobio-o-mineral-mais-estrategico-e-raro-no-mundo&catid=99%3Aprodestrategico&Itemid=78|título=Flo­resta pri­va­ti­zada em Rondô­nia esconde nióbio, o min­eral mais estratégico e raro no mundo.|publicado=INEST|data=05 de abril de 2011|acessodata=10 de abril de 2014}}</ref>
Novas minas de nióbio podem ser extraídas nos próximos anos. Segundo estudos geológicos, foram descobertos potenciais depósitos de extração viável nas regiões de [[Elk Creek, Nebraska]] e de [[Rondônia]] . <ref>http://journalstar.com/news/state-and-regional/nebraska/area-residents-dig-the-prospect-of-niobium-mine/article_bfe14646-b161-5295-8b4d-f382beabb7db.html</ref><ref name="inest">{{Citar web|url=http://www.inest.uff.br/index.php?option=com_content&view=article&id=175%3Afloresta-privatizada-em-rondonia-esconde-niobio-o-mineral-mais-estrategico-e-raro-no-mundo&catid=99%3Aprodestrategico&Itemid=78|título=Flo­resta pri­va­ti­zada em Rondô­nia esconde nióbio, o min­eral mais estratégico e raro no mundo.|publicado=INEST|data=05 de abril de 2011|acessodata=10 de abril de 2014}}</ref>
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O metal tem uma coloração azulada quando exposto ao ar em temperatura ambiente por um longo tempo.<ref name="Rubber">{{cite book|title = CRC Handbook of Chemistry and Physics|first = David R.|last = Lide|publisher = CRC Press|year = 2004 |isbn = 978-0-8493-0485-9| pages = '''4'''–21|edition = 85|chapter = The Elements}}</ref> Apesar de ter um alto ponto de fusão (2,468&nbsp;°C), ele tem uma densidade menor se comparado com outros metais refratários. Além disso, tem resistência a corrosão, apresenta propriedades supercondutoras e nas camadas de óxidos propriedades dielétricas.
O metal tem uma coloração azulada quando exposto ao ar em temperatura ambiente por um longo tempo.<ref name="Rubber">{{cite book|title = CRC Handbook of Chemistry and Physics|first = David R.|last = Lide|publisher = CRC Press|year = 2004 |isbn = 978-0-8493-0485-9| pages = '''4'''–21|edition = 85|chapter = The Elements}}</ref> Apesar de ter um alto ponto de fusão (2,468&nbsp;°C), ele tem uma densidade menor se comparado com outros metais refratários. Além disso, tem resistência a corrosão, apresenta propriedades supercondutoras e nas camadas de óxidos propriedades dielétricas.


O nióbio é ligeramente menos eletropositivo e mais denso do que o seu precessor da tabela periódica, [[zircônio]], sendo virtualmente idêntico com os átomos de tântalo, devido a contração dos lantanídeos.<ref name="Nowak" /> Como resultado, as propriedades químicas do nióbio são similares ao do tântalo, que aparece diretamente abaixo do nióbio na tabela periódica.<ref name="Gupta">{{cite book|title = Extractive Metallurgy of Niobium|first = C. K.|last = Gupta|author2=Suri, A. K. |publisher = CRC Press|year = 1994 |isbn = 0-8493-6071-4|pages = 1–16}}</ref> Embora a sua resistência a corrosão não seja tão proeminente como no tântalo, seu preço baixo e sua abundância faz do nióbio um produto atrativo para reduzir a demanda de revestimentos nas indústrias químicas.<ref name="Nowak" />
O nióbio é ligeiramente menos eletropositivo e mais denso do que o seu predecessor da tabela periódica, [[zircônio]], sendo virtualmente idêntico com os átomos de tântalo, devido à [[contração dos lantanídeos]].<ref name="Nowak" /> Como resultado, as propriedades químicas do nióbio são similares ao do tântalo, que aparece diretamente abaixo do nióbio na tabela periódica.<ref name="Gupta">{{cite book|title = Extractive Metallurgy of Niobium|first = C. K.|last = Gupta|author2=Suri, A. K. |publisher = CRC Press|year = 1994 |isbn = 0-8493-6071-4|pages = 1–16}}</ref> Embora a sua resistência a corrosão não seja tão proeminente como no tântalo, seu preço baixo e sua abundância faz do nióbio um produto atrativo para reduzir a demanda de revestimentos nas indústrias químicas.<ref name="Nowak" />


== Compostos ==
== Compostos ==
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{{see also|Categoria:Compostos de nióbio}}
{{see also|Categoria:Compostos de nióbio}}


O nióbio é de muitas formas similar ao [[tântalo]] e o [[zircônio]]. Ele reage com muitos elementos químicos da classe dos não-metais em altas temperaturas: o nióbio reage com o fluoreto em uma caldeira com gás cloro e hidrogênio sob temperatura de 200&nbsp;°[[Celsius|C]] e com nitrogênio com temperatura de 400&nbsp;°C, produzindo os produtos intersitiais e não estequeiométricos.<ref name="Nowak" /> O metal começa a oxidar na atmosfera sob temperatura de 200&nbsp;°[[Celsius|C]],<ref name="HollemanAF">{{cite book|publisher = Walter de Gruyter|year = 1985|edition = 91–100|pages = 1075–1079|isbn = 3-11-007511-3|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first = Arnold F.|last = Holleman|coauthors = Wiberg, Egon; Wiberg, Nils;|chapter = Niob| language = German}}</ref> e é resistente à corrosão e ao contato de elementos alcalinos e por ácidos, incluindo [[água regia]], o [[ácido clorídrico]], o [[ácido sulfúrico]], o [[ácido nítrico]] e o [[ácido fosfórico]].<ref name="Nowak" /> O nióbio é atacado pelo ácido fluorídrico e por misturas de [[ácido fluorídrico]] com o ácido nítrico.
O nióbio é de muitas formas similar ao [[tântalo]] e o [[zircônio]]. Ele reage com muitos elementos químicos da classe dos não-metais em altas temperaturas: o nióbio reage com o fluoreto em uma caldeira com gás cloro e hidrogênio sob temperatura de 200&nbsp;°[[Celsius|C]] e com nitrogênio com temperatura de 400&nbsp;°C, produzindo os produtos intersticiais e não estequiométricos.<ref name="Nowak" /> O metal começa a oxidar na atmosfera sob temperatura de 200&nbsp;°[[Celsius|C]],<ref name="HollemanAF">{{cite book|publisher = Walter de Gruyter|year = 1985|edition = 91–100|pages = 1075–1079|isbn = 3-11-007511-3|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first = Arnold F.|last = Holleman|coauthors = Wiberg, Egon; Wiberg, Nils;|chapter = Niob| language = German}}</ref> e é resistente à corrosão e ao contato de elementos alcalinos e por ácidos, incluindo [[água regia]], o [[ácido clorídrico]], o [[ácido sulfúrico]], o [[ácido nítrico]] e o [[ácido fosfórico]].<ref name="Nowak" /> O nióbio é atacado pelo ácido fluorídrico e por misturas de [[ácido fluorídrico]] com o ácido nítrico.


Embora o nióbio apresenta todos os estados de oxidação formal de +5 to −1, na maioria dos compostos de nióbio, encontra o estado de oxidação +5 .<ref name="Nowak" /> Os compostos que tem um estado de oxidação menor de +5 geralmente têm ligações Nb–Nb.
Embora o nióbio apresente todos os estados de oxidação formal de +5 to −1, na maioria dos compostos de nióbio, encontra o estado de oxidação +5 .<ref name="Nowak" /> Os compostos que tem um estado de oxidação menor de +5 geralmente têm ligações Nb–Nb.


===Carbonetos e nitretos===
===Carbonetos e nitretos===


Outros compostos binários de nióbios incluem o [[nitreto de nióbio]] (NbN), que estão um [[supercondutor]] sob baixas temperaturas e é utilizado nos detectores de radiação eletromagnética.<ref><!--highly specialized vanity paper, it appears:-->{{cite journal|doi = 10.1080/09500340410001670866|title = Ultrafast superconducting single-photon detectors for near-infrared-wavelength quantum communications|last = Verevkin|first = A.|coauthors = Pearlman, A.; Slstrokysz, W.; Zhang, J.; Currie, M.; Korneev, A.; Chulkova, G.; Okunev, O.; Kouminov, P.; Smirnov, K.; Voronov, B.; N. Gol'tsman, G.; Sobolewski, Roman|journal = Journal of Modern Optics|volume = 51|issue = 12|year = 2004|pages = 1447–1458}}</ref> O carboneto de nióbio é o NbC que é um material extremamente [[dureza|duro]], refratório, [[cerâmica|cerâmico]], comercialmente utilizado em bits no setor de ferramentaria.
Outros compostos binários de nióbios incluem o [[nitreto de nióbio]] (NbN), que estão um [[supercondutor]] sob baixas temperaturas e é utilizado nos detectores de radiação eletromagnética.<ref><!--highly specialized vanity paper, it appears:-->{{cite journal|doi = 10.1080/09500340410001670866|title = Ultrafast superconducting single-photon detectors for near-infrared-wavelength quantum communications|last = Verevkin|first = A.|coauthors = Pearlman, A.; Slstrokysz, W.; Zhang, J.; Currie, M.; Korneev, A.; Chulkova, G.; Okunev, O.; Kouminov, P.; Smirnov, K.; Voronov, B.; N. Gol'tsman, G.; Sobolewski, Roman|journal = Journal of Modern Optics|volume = 51|issue = 12|year = 2004|pages = 1447–1458}}</ref> O carboneto de nióbio é o NbC que é um material extremamente [[dureza|duro]], refratário, [[cerâmica|cerâmico]], comercialmente utilizado em bits no setor de ferramentaria.


===Haletos===
===Haletos===


[[File:Niobium pentachloride.jpg|thumb|left|180px|Uma amostra de pentacloreto de nióbio (porção amarelo) que foi parcialmente hidrolizada (material branco).|alt=Watch glass on a black surface with a small portion of yellow crystals]]
[[File:Niobium pentachloride.jpg|thumb|left|180px|Uma amostra de pentacloreto de nióbio (porção amarelo) que foi parcialmente hidrolisada (material branco).|alt=Watch glass on a black surface with a small portion of yellow crystals]]
[[File:Niobium-pentachloride-from-xtal-3D-balls.png|thumb|left|180px|[[Modelo de bolas e varetas]] do [[pentacloreto de nióbio]], onde existe a formação de um [[dímero]].]]
[[File:Niobium-pentachloride-from-xtal-3D-balls.png|thumb|left|180px|[[Modelo de bolas e varetas]] do [[pentacloreto de nióbio]], onde existe a formação de um [[dímero]].]]


O nióbio forma haletos com os estados de oxidação +5 e +4 assim como vários compostos não-estequiométricos.<ref name="HollemanAF" /><ref name="Aguly">{{cite book|first = Anatoly|last = Agulyansky|title = The Chemistry of Tantalum and Niobium Fluoride Compounds|pages = 1–11|publisher = Elsevier|year=2004| isbn = 978-0-444-51604-6}}</ref> Os pentahaletos ({{chem|NbX|5}}) caracterizam-se pelos centros octaédricos. O pentafluoreto de nióbio (NbF<sub>5</sub>) é um sólido branco com temperatura de fusão de 79,0&nbsp;°C e o [[pentacloreto de nióbio]] (NbCl<sub>5</sub>) é um sólido amarelo (como na imagem a esquerda) com um ponto de fusão de 203,4&nbsp;°C. Ambos são hidrolisados para produzir óxidos e oxihaletos, como o NbOCl<sub>3</sub>. O pentacloreto é um reagente versátil sendo utilizado nos compostos organometálicos, como o dicloreto niobioceno ({{chem|(C|5|H|5|)|2|NbCl|2}}).<ref>{{cite journal|author = C. R. Lucas, J. A. Labinger, J. Schwartz|title = Dichlorobis(η5-Cyclopentadienyl)Niobium(IV)|editor = Robert J. Angelici|journal = [[Inorganic Syntheses]]|year = 1990|volume = 28|pages = 267–270|isbn = 0-471-52619-3|doi = 10.1002/9780470132593.ch68|publisher = J. Wiley & Sons|location = New York|series = Inorganic Syntheses}}</ref> Os tetrahaletos ({{chem|NbX|4}}) são polímeros de coloração preta com ligações entre as partículas de nióbio, como por exemplo o tetrafluoreto de nióbio (NbF<sub>4</sub>) e o tetracloreto de nióbio (NbCl<sub>4</sub>).
O nióbio forma haletos com os estados de oxidação +5 e +4 assim como vários compostos não-estequiométricos.<ref name="HollemanAF" /><ref name="Aguly">{{cite book|first = Anatoly|last = Agulyansky|title = The Chemistry of Tantalum and Niobium Fluoride Compounds|pages = 1–11|publisher = Elsevier|year=2004| isbn = 978-0-444-51604-6}}</ref> Os pentahaletos ({{chem|NbX|5}}) caracterizam-se pelos centros octaédricos. O pentafluoreto de nióbio (NbF<sub>5</sub>) é um sólido branco com temperatura de fusão de 79,0&nbsp;°C e o [[pentacloreto de nióbio]] (NbCl<sub>5</sub>) é um sólido amarelo (como na imagem à esquerda) com um ponto de fusão de 203,4&nbsp;°C. Ambos são hidrolisados para produzir óxidos e oxihaletos, como o NbOCl<sub>3</sub>. O pentacloreto é um reagente versátil sendo utilizado nos compostos organometálicos, como o dicloreto niobioceno ({{chem|(C|5|H|5|)|2|NbCl|2}}).<ref>{{cite journal|author = C. R. Lucas, J. A. Labinger, J. Schwartz|title = Dichlorobis(η5-Cyclopentadienyl)Niobium(IV)|editor = Robert J. Angelici|journal = [[Inorganic Syntheses]]|year = 1990|volume = 28|pages = 267–270|isbn = 0-471-52619-3|doi = 10.1002/9780470132593.ch68|publisher = J. Wiley & Sons|location = New York|series = Inorganic Syntheses}}</ref> Os tetrahaletos ({{chem|NbX|4}}) são polímeros de coloração preta com ligações entre as partículas de nióbio, como por exemplo o tetrafluoreto de nióbio (NbF<sub>4</sub>) e o tetracloreto de nióbio (NbCl<sub>4</sub>).


Os haletos aniônicos de nióbio são muito conhecidos, devido em parte da [[ácido de Lewis|acidez de Lewis]] dos pentahaletos. O mais importante é o [NbF<sub>7</sub>]<sup>2-</sup>, que é um produto intermediário na separação do nióbio e do tântalo em seus minerais.<ref name="ICE">{{cite journal|title = Staff-Industry Collaborative Report: Tantalum and Niobium|first = Donald J.|last = Soisson|coauthors = McLafferty, J. J.; Pierret, James A.| journal = Industrial and Engineering Chemistry|year = 1961|volume = 53|issue = 11|pages = 861–868|doi = 10.1021/ie50623a016}}</ref> Este heptafluoreto tende a formar o oxopentafluoreto mais prontamente do que os compostos de tântalo. Outros haletos incluem o octaedro de [NbCl<sub>6</sub>]<sup>−</sup>:
Os haletos aniônicos de nióbio são muito conhecidos, devido em parte da [[ácido de Lewis|acidez de Lewis]] dos pentahaletos. O mais importante é o [NbF<sub>7</sub>]<sup>2-</sup>, que é um produto intermediário na separação do nióbio e do tântalo em seus minerais.<ref name="ICE">{{cite journal|title = Staff-Industry Collaborative Report: Tantalum and Niobium|first = Donald J.|last = Soisson|coauthors = McLafferty, J. J.; Pierret, James A.| journal = Industrial and Engineering Chemistry|year = 1961|volume = 53|issue = 11|pages = 861–868|doi = 10.1021/ie50623a016}}</ref> Este heptafluoreto tende a formar o oxopentafluoreto mais prontamente do que os compostos de tântalo. Outros haletos incluem o octaedro de [NbCl<sub>6</sub>]<sup>−</sup>:
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===Óxidos e sulfetos===
===Óxidos e sulfetos===


O nióbio forma [[óxido]]s com os [[estado de oxidação|estados de oxidação]] +5 ([[Pentóxido de nióbio|Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]]), +4 ([[dióxido de nióbio|NbO<sub>2</sub>]]), e +3 (Nb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>),<ref name="HollemanAF" /> como também mais raramente o estado de oxidação +2 ([[monóxido de nióbio|NbO]]).<ref>{{Greenwood&Earnshaw}}</ref> O composto mais encontrado é o pentóxido, percursor de quase todas as ligas e compostos de nióbio.<ref name="HollemanAF" /><ref name="Cardarelli">{{cite book|first = Francois|last = Cardarelli|year = 2008|title = Materials Handbook |publisher = Springer London|isbn = 978-1-84628-668-1}}</ref> Os niobatos são geralmente dissolvidos o pentóxido em uma solução básica de [[hidróxido]] ou pela fusão de seus óxidos metálicos alcalinos. Os exemplos são os niobatos de lítio (LiNbO<sub>3</sub>) e os niobatos de lantânio (LaNbO<sub>4</sub>). Nos niobatos de lítio é uma estrutura triagonal distorcida , onde o niobato de lantânio contém íons de {{chem|NbO|4|3-}}.<ref name="HollemanAF" />As camadas de sulfeto de nióbio (NbS<sub>2</sub>) também é conhecido.<ref name="Nowak" />
O nióbio forma [[óxido]]s com os [[estado de oxidação|estados de oxidação]] +5 ([[Pentóxido de nióbio|Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]]), +4 ([[dióxido de nióbio|NbO<sub>2</sub>]]), e +3 (Nb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>),<ref name="HollemanAF" /> como também mais raramente o estado de oxidação +2 ([[monóxido de nióbio|NbO]]).<ref>{{Greenwood&Earnshaw}}</ref> O composto mais encontrado é o pentóxido, precursor de quase todas as ligas e compostos de nióbio.<ref name="HollemanAF" /><ref name="Cardarelli">{{cite book|first = Francois|last = Cardarelli|year = 2008|title = Materials Handbook |publisher = Springer London|isbn = 978-1-84628-668-1}}</ref> Os niobatos são geralmente dissolvidos o pentóxido em uma solução básica de [[hidróxido]] ou pela fusão de seus óxidos metálicos alcalinos. Os exemplos são os niobatos de lítio (LiNbO<sub>3</sub>) e os niobatos de lantânio (LaNbO<sub>4</sub>). Nos niobatos de lítio é uma estrutura trigonalmente distorcida , onde o niobato de lantânio contém íons de {{chem|NbO|4|3-}}.<ref name="HollemanAF" />As camadas de sulfeto de nióbio (NbS<sub>2</sub>) também é conhecido.<ref name="Nowak" />


Os materiais com um filme fino dos óxidos de nióbio (V) podem ser produzidos pelos processos da [[deposição química em fase vapor]] ou a deposição atômica, em que caso passa por uma decomposição térmica de etóxido de nióbio (V) sob temperatura de 350&nbsp;°C.<ref>{{cite thesis | title = Atomic Layer Deposition of High Permittivity Oxides: Film Growth and In Situ Studies | author = Rahtu, Antti | publisher = University of Helsinki | url = http://hdl.handle.net/10138/21065 | year = 2002 | isbn = 952-10-0646-3}}</ref><ref>{{cite journal | doi = 10.1149/1.2059247 | title = Electrochromic Properties of Niobium Oxide Thin Films Prepared by Chemical Vapor Deposition | year = 1994 | last1 = Maruyama | first1 = Toshiro | journal = Journal of the Electrochemical Society | volume = 141 | issue = 10 | pages = 2868}}</ref>
Os materiais com um filme fino dos óxidos de nióbio (V) podem ser produzidos pelos processos da [[deposição química em fase vapor]] ou a deposição atômica, em que caso passa por uma decomposição térmica de etóxido de nióbio (V) sob temperatura de 350&nbsp;°C.<ref>{{cite thesis | title = Atomic Layer Deposition of High Permittivity Oxides: Film Growth and In Situ Studies | author = Rahtu, Antti | publisher = University of Helsinki | url = http://hdl.handle.net/10138/21065 | year = 2002 | isbn = 952-10-0646-3}}</ref><ref>{{cite journal | doi = 10.1149/1.2059247 | title = Electrochromic Properties of Niobium Oxide Thin Films Prepared by Chemical Vapor Deposition | year = 1994 | last1 = Maruyama | first1 = Toshiro | journal = Journal of the Electrochemical Society | volume = 141 | issue = 10 | pages = 2868}}</ref>
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:Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 10 HF → 2 H<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki> + 3 H<sub>2</sub>O
:Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 10 HF → 2 H<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki> + 3 H<sub>2</sub>O


Este processo em escala industrial denominado método Mariagnac foi desenvolvido por [[Jean Charles Galissard de Marignac]] e explora as diferentes solubilidades dos complexos fluoretos de nióbio e de tântalo, o monoidrato de oxipentafluorniobato dipotássico (K<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki>·H<sub>2</sub>O) e o heptafluortantalato dipotássico (K<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>TaF<sub>7</sub><nowiki>]</nowiki>) em água. Novos processos usam a extração dos líquidos das soluções de fluoretos com solventes orgânicos como o [[cicloexanona]].<ref name="ICE" /> Os complexos de fluoreto de nióbio e de tântalo são extraídos separadamente para os solventes orgânicos com água e ambos precipitam pela adição de [[fluoreto de potássio]] para produzir um complexo floureto de potássio, ou precipitado com [[amônia]] como o pentóxido:<ref name="HollemanAF"/>
Este processo em escala industrial denominado método Mariagnac foi desenvolvido por [[Jean Charles Galissard de Marignac]] e explora as diferentes solubilidades dos complexos fluoretos de nióbio e de tântalo, o monoidrato de oxipentafluorniobato dipotássico (K<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki>·H<sub>2</sub>O) e o heptafluortantalato dipotássico (K<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>TaF<sub>7</sub><nowiki>]</nowiki>) em água. Novos processos usam a extração dos líquidos das soluções de fluoretos com solventes orgânicos como o [[cicloexanona]].<ref name="ICE" /> Os complexos de fluoreto de nióbio e de tântalo são extraídos separadamente para os solventes orgânicos com água e ambos precipitam pela adição de [[fluoreto de potássio]] para produzir um complexo fluoreto de potássio, ou precipitado com [[amônia]] como o pentóxido:<ref name="HollemanAF"/>


:H<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki> + 2 KF → K<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki>↓ + 2 HF
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:2 H<sub>2</sub><nowiki>[</nowiki>NbOF<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki> + 10 NH<sub>4</sub>OH → Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>↓ + 10 NH<sub>4</sub>F + 7 H<sub>2</sub>
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Geralmente são utilizados métodos de redução pra o nióbio metálico. Os principais são: a [[eletrólise]] de uma mistura fundida de K<sub>2</sub>[NbOF<sub>5</sub>] e [[cloreto de sódio]] ou a redução de fluoreto com [[sódio]]. Com a a aplicado do segundo método de produção é possível conseguir um alto grau de pureza. A produção em larga escala é utilizada a redução do Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> com [[hidrogênio]] ou [[carbono]]<ref name="HollemanAF" /> . No processo que envolve as [[aluminotermia|reações aluminotérmicas]] utiliza-se uma mistura de [[óxido de ferro]] e óxido de nióbio que estará reagindo com alumínio:
Geralmente são utilizados métodos de redução pra o nióbio metálico. Os principais são: a [[eletrólise]] de uma mistura fundida de K<sub>2</sub>[NbOF<sub>5</sub>] e [[cloreto de sódio]] ou a redução de fluoreto com [[sódio]]. Com este segundo método de produção é possível conseguir um alto grau de pureza. A produção em larga escala é utilizada a redução do Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> com [[hidrogênio]] ou [[carbono]]<ref name="HollemanAF" /> . No processo que envolve as [[aluminotermia|reações aluminotérmicas]] utiliza-se uma mistura de [[óxido de ferro]] e óxido de nióbio que estará reagindo com alumínio:
:3 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
:3 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>


Para melhorar a reação, pequenas quantidades de oxidante como o nitrato de sódio são adicionados sendo produzidos o [[óxido de alumínio]] e o ferronióbio, uma liga de ferro e nióbio utilizado na metalurgia. <ref>{{cite journal|title = Progress in Niobium Markets and Technology 1981–2001|author = Tither, Geoffrey|url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/images/pdfs/oppening.pdf|journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals|format = PDF}}</ref><ref>{{cite journal|title = The Production of Ferroniobium at the Niobec mine 1981–2001|first = Claude|last = Dufresne|coauthor = Goyette, Ghislain| url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/sub_1/images/pdfs/start.pdf|accessdate =|journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals|format = PDF}}</ref> O ferronióbio contêm cerca de 60 a 70% de nióbio. <ref name="tesla" /> Sem a adição do óxido de ferro, a aluminotermia é utilizada para a produção de nióbio. Outros processos de purificação são necessários para as ligas supercondutoras. A função pelos elétrons à vacuo são utilizados pelos dois maiores produtores de nióbio .<ref name="Aguly" /><ref name="Chou">{{cite journal|journal = The Iron and Steel Institute of Japan International|volume = 32|year = 1992|issue = 5|doi = 10.2355/isijinternational.32.673|accessdate =|title = Electron Beam Melting and Refining of Metals and Alloys|first = Alok|last = Choudhury|coauthors = Hengsberger, Eckart|pages = 673–681}}</ref>
Para melhorar a reação, pequenas quantidades de oxidante como o nitrato de sódio são adicionados sendo produzidos o [[óxido de alumínio]] e o ferronióbio, uma liga de ferro e nióbio utilizado na metalurgia. <ref>{{cite journal|title = Progress in Niobium Markets and Technology 1981–2001|author = Tither, Geoffrey|url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/images/pdfs/oppening.pdf|journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals|format = PDF}}</ref><ref>{{cite journal|title = The Production of Ferroniobium at the Niobec mine 1981–2001|first = Claude|last = Dufresne|coauthor = Goyette, Ghislain| url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/sub_1/images/pdfs/start.pdf|accessdate =|journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals|format = PDF}}</ref> O ferronióbio contêm cerca de 60 a 70% de nióbio. <ref name="tesla" /> Sem a adição do óxido de ferro, a aluminotermia é utilizada para a produção de nióbio. Outros processos de purificação são necessários para as ligas supercondutoras. A função pelos elétrons à vácuo são utilizados pelos dois maiores produtores de nióbio .<ref name="Aguly" /><ref name="Chou">{{cite journal|journal = The Iron and Steel Institute of Japan International|volume = 32|year = 1992|issue = 5|doi = 10.2355/isijinternational.32.673|accessdate =|title = Electron Beam Melting and Refining of Metals and Alloys|first = Alok|last = Choudhury|coauthors = Hengsberger, Eckart|pages = 673–681}}</ref>


{{as of|2013}}, a Companhia Brasileira de Alumínio controla cerca de 85% da produção mundial de nióbio.<ref name=lucchesi2013>{{Citation
Desde 2013, a Companhia Brasileira de Alumínio controla cerca de 85% da produção mundial de nióbio.<ref name=lucchesi2013>{{Citation
|last1=Lucchesi |first1=Cristane |last2=Cuadros|first2=Alex |date=April 2013 |title=Mineral Wealth |type=paper |magazine=[[Bloomberg Markets]] |page=14}}</ref> As estimativas do [[Serviço Geológico dos Estados Unidos]] que a produção cresceu de 38.700 toneladas em 2005 para 44.500 toneladas em 2006.<ref name=USGSCS2006>{{cite web
|last1=Lucchesi |first1=Cristane |last2=Cuadros|first2=Alex |date=April 2013 |title=Mineral Wealth |type=paper |magazine=[[Bloomberg Markets]] |page=14}}</ref> As estimativas do [[Serviço Geológico dos Estados Unidos]] que a produção cresceu de 38.700 toneladas em 2005 para 44.500 toneladas em 2006.<ref name=USGSCS2006>{{cite web
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/colummcs06.pdf |title=Niobium (Columbium) |first=John F |last=Papp |publisher=USGS 2006 Commodity Summary |accessdate=2008-11-20 }}</ref><ref name=USGSCS2007>{{cite web
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/colummcs06.pdf |title=Niobium (Columbium) |first=John F |last=Papp |publisher=USGS 2006 Commodity Summary |accessdate=2008-11-20 }}</ref><ref name=USGSCS2007>{{cite web
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/colummcs07.pdf |title=Niobium (Columbium) |first=John F |last=Papp |publisher=USGS 2007 Commodity Summary |accessdate=2008-11-20 }}</ref> Estimavam que no Planeta Terra tenhamos 4.400.000 toneladas de nióbio.<ref name="USGSCS2007" /> Durante a década entre 1995 e 2005, a produção mais que dobrou, que no ano de 1995 produziu 17.800 toneladas .<ref name="USGSCS1997">{{cite web|url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/230397.pdf|title = Niobium (Columbium)|first = John F |last=Papp|publisher = USGS 1997 Commodity Summary|accessdate = 2008-11-20}}</ref> Desde 2009 a produção se estabilizou na marca de 63.000 toneladas por ano.<ref>[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/mcs-2011-niobi.pdf Niobium (Colombium)] U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2011</ref>
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/colummcs07.pdf |title=Niobium (Columbium) |first=John F |last=Papp |publisher=USGS 2007 Commodity Summary |accessdate=2008-11-20 }}</ref> Estima-se que os recursos mundiais sejam de 4.400.000 toneladas de nióbio.<ref name="USGSCS2007" /> Durante a década entre 1995 e 2005, a produção mais que dobrou, que no ano de 1995 produziu 17.800 toneladas .<ref name="USGSCS1997">{{cite web|url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/230397.pdf|title = Niobium (Columbium)|first = John F |last=Papp|publisher = USGS 1997 Commodity Summary|accessdate = 2008-11-20}}</ref> Desde 2009 a produção se estabilizou na marca de 63.000 toneladas por ano.<ref>[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/mcs-2011-niobi.pdf Niobium (Colombium)] U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2011</ref>


{| class="wikitable" style="text-align:right;"
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Linha 159: Linha 159:
| style="text-align:left;"| {{flag|República Democrática do Congo|name=Congo D.R.}} || ? || 50 || 50 || 13 || 52 || 25 || ? || ? || ? || ? || ? || ?
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| style="text-align:left;"| {{flag|Mozambique}} || ? || ? || 5 || 34 || 130 || 34 || 29 || ? || ? || ? || ? || ?
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| style="text-align:left;"| {{flag|Nigéria}} || 35 || 30 || 30 || 190 || 170 || 40 || 35 || ? || ? || ? || ? || ?
| style="text-align:left;"| {{flag|Nigéria}} || 35 || 30 || 30 || 190 || 170 || 40 || 35 || ? || ? || ? || ? || ?
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Os compostos de nióbio-germânio({{chem|Nb|3|Ge}}), nióbio-escândio e as ligas de nióbio-titânio são utilizadas como tipos de semicondutores II como fios de ímãs supercondutores .<ref>{{cite journal|doi = 10.1109/77.828394|title = Powder-in-tube (PIT) Nb/sub 3/Sn conductors for high-field magnets|year = 2000|author = Lindenhovius, J.L.H.|journal=IEEE Transactions on Applied Superconductivity|volume = 10|pages = 975–978|last2 = Hornsveld|first2 = E.M.|last3 = Den Ouden|first3 = A.|last4 = Wessel|first4 = W.A.J.|last5 = Ten Kate|first5 = H.H.J.}}</ref><ref>{{cite web|url = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/solids/scmag.html|title = Superconducting Magnets|first = Carl R|last = Nave|publisher = Georgia State University, Department of Physics and Astronomy|accessdate = 2008-11-25}}</ref> Estes ímãs supercondutores são utilizados nos instrumentos das máquinas de [[imagem por ressonância magnética|imagens por ressonância magnética]] e nas máquinas de ressonância magnética nuclear como também nos aceleradores de partículas.<ref>{{cite journal|journal = Physica C: Superconductivity|volume= 372–376|issue = 3|year = 2002|pages = 1315–1320|doi = 10.1016/S0921-4534(02)01018-3|title = Niobium based intermetallics as a source of high-current/high magnetic field superconductors|first= B. A.|last = Glowacki|coauthors = Yan, X. -Y.; Fray, D.; Chen, G.; Majoros, M.; Shi, Y.|arxiv = cond-mat/0109088 |bibcode = 2002PhyC..372.1315G }}</ref> Por exemplo, o [[Grande Colisor de Hádrons]] utiliza 600 toneladas de cordões supercondutores de Nb<sub>3</sub>Sn e cerca de 250 toneladas de cordões supercondutores de NbTi.<ref name="alstrom">{{cite journal|journal = Fusion Engineering and Design (Proceedings of the 23rd Symposium of Fusion Technology)|volume= 75–79|year = 2005|pages = 1–5|title = A success story: LHC cable production at ALSTOM-MSA|first = G.|last = Grunblatt|coauthor = Mocaer, P.; Verwaerde Ch.; Kohler, C.| doi = 10.1016/j.fusengdes.2005.06.216}}</ref>
Os compostos de nióbio-germânio({{chem|Nb|3|Ge}}), nióbio-escândio e as ligas de nióbio-titânio são utilizadas como tipos de semicondutores II como fios de ímãs supercondutores .<ref>{{cite journal|doi = 10.1109/77.828394|title = Powder-in-tube (PIT) Nb/sub 3/Sn conductors for high-field magnets|year = 2000|author = Lindenhovius, J.L.H.|journal=IEEE Transactions on Applied Superconductivity|volume = 10|pages = 975–978|last2 = Hornsveld|first2 = E.M.|last3 = Den Ouden|first3 = A.|last4 = Wessel|first4 = W.A.J.|last5 = Ten Kate|first5 = H.H.J.}}</ref><ref>{{cite web|url = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/solids/scmag.html|title = Superconducting Magnets|first = Carl R|last = Nave|publisher = Georgia State University, Department of Physics and Astronomy|accessdate = 2008-11-25}}</ref> Estes ímãs supercondutores são utilizados nos instrumentos das máquinas de [[imagem por ressonância magnética|imagens por ressonância magnética]] e nas máquinas de ressonância magnética nuclear como também nos aceleradores de partículas.<ref>{{cite journal|journal = Physica C: Superconductivity|volume= 372–376|issue = 3|year = 2002|pages = 1315–1320|doi = 10.1016/S0921-4534(02)01018-3|title = Niobium based intermetallics as a source of high-current/high magnetic field superconductors|first= B. A.|last = Glowacki|coauthors = Yan, X. -Y.; Fray, D.; Chen, G.; Majoros, M.; Shi, Y.|arxiv = cond-mat/0109088 |bibcode = 2002PhyC..372.1315G }}</ref> Por exemplo, o [[Grande Colisor de Hádrons]] utiliza 600 toneladas de cordões supercondutores de Nb<sub>3</sub>Sn e cerca de 250 toneladas de cordões supercondutores de NbTi.<ref name="alstrom">{{cite journal|journal = Fusion Engineering and Design (Proceedings of the 23rd Symposium of Fusion Technology)|volume= 75–79|year = 2005|pages = 1–5|title = A success story: LHC cable production at ALSTOM-MSA|first = G.|last = Grunblatt|coauthor = Mocaer, P.; Verwaerde Ch.; Kohler, C.| doi = 10.1016/j.fusengdes.2005.06.216}}</ref>


Também os semicondutores contendo somente nióbio são utilizados nas cavidades dos aparelhos de radiofrequência nos [[laser de elétrons livres|laseres de elétrons livres]] nas pesquisas da FLASH (Free Electron Laser in Hamburg) e da European XFEL.<ref>{{cite journal|journal = Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|volume = 524|year = 2004|pages = 1–12|doi = 10.1016/j.nima.2004.01.045|title = Achievement of 35 MV/m in the superconducting nine-cell cavities for TESLA|first = L.|last = Lilje|coauthors = Kakob, E.; Kostina, D.; Matheisena, A.; Möllera, W. -D.; Procha, D.; Reschkea, D.; Saitob, K. Schmüserc, P.; Simrocka, S.; Suzukid T.; Twarowskia, K.|issue = 1–3|arxiv = physics/0401141 |bibcode = 2004NIMPA.524....1L }}</ref>
Também os semicondutores contendo somente nióbio são utilizados nas cavidades dos aparelhos de radiofrequência nos [[laser de elétrons livres|''lasers'' de elétrons livres]] nas pesquisas da FLASH (Free Electron Laser in Hamburg) e da European XFEL.<ref>{{cite journal|journal = Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|volume = 524|year = 2004|pages = 1–12|doi = 10.1016/j.nima.2004.01.045|title = Achievement of 35 MV/m in the superconducting nine-cell cavities for TESLA|first = L.|last = Lilje|coauthors = Kakob, E.; Kostina, D.; Matheisena, A.; Möllera, W. -D.; Procha, D.; Reschkea, D.; Saitob, K. Schmüserc, P.; Simrocka, S.; Suzukid T.; Twarowskia, K.|issue = 1–3|arxiv = physics/0401141 |bibcode = 2004NIMPA.524....1L }}</ref>


A alta sensibilidade do semicondutor nitrito de nióbio são utilizados na produção de microbolomêtros sendo um detector ideal de [[radiação eletromagnética]] na escala de frequência THz. Estes detectores foram testados no Telescópio Submilimétrico Heinrich Hertz, o telescópio do Pólo Sul, no Receiver Lab Telescope, na APEX (Atacama Pathfinder Experiment) e atulamente está sendo testada nos instrumentos de [[Alta fidelidade|HIFI]] nas placas do [[Observatório Espacial Herschel]].<ref>{{cite journal|journal = Review of Scientific Instruments|volume = 79|year = 2008|pages = 0345011–03451010|doi = 10.1063/1.2890099|title = A Hot-electron bolometer terahertz mixers for the Herschel Space Observatory|first = Sergey|last = Cherednichenko|coauthors = Drakinskiy, Vladimir; Berg, Therese; Khosropanah, Pourya; Kollberg, Erik|pmid = 18377032|issue = 3|bibcode = 2008RScI...79c4501C }}</ref>
A alta sensibilidade do semicondutor nitrito de nióbio são utilizados na produção de [[microbolomêtro]]s sendo um detector ideal de [[radiação eletromagnética]] na escala de frequência THz. Estes detectores foram testados no Telescópio Submilimétrico Heinrich Hertz, o telescópio do Pólo Sul, no Receiver Lab Telescope, na APEX (Atacama Pathfinder Experiment) e atualmente está sendo testada nos instrumentos de [[Alta fidelidade|HIFI]] nas placas do [[Observatório Espacial Herschel]].<ref>{{cite journal|journal = Review of Scientific Instruments|volume = 79|year = 2008|pages = 0345011–03451010|doi = 10.1063/1.2890099|title = A Hot-electron bolometer terahertz mixers for the Herschel Space Observatory|first = Sergey|last = Cherednichenko|coauthors = Drakinskiy, Vladimir; Berg, Therese; Khosropanah, Pourya; Kollberg, Erik|pmid = 18377032|issue = 3|bibcode = 2008RScI...79c4501C }}</ref>


=== Ligas metálicas com base de nióbio ===
=== Ligas metálicas com base de nióbio ===
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{{em tradução}}
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A liga '''C-103''' foi desenvolvida no início dos anos de 1960 pela [[Wah Chang Corporation]] e a [[Boeing]]. A [[DuPont]], [[Union Carbide]], [[General Electric]] e outras companhias deste setor industrial, simultaneamente, desenvolveram também as ligas metálicas baseadas em nióbio, incentivadas pela [[Guerra Fria]] e a [[Corrida Espacial]] . A sensibilidade do nióbio em contato com o oxigênio requisitava dos fabricantes a construção de um sistema a vácuo ou de atmosfera inerte, o que aumentava significativamente os custos e tornavam a produção mais complicada. Os processos de fabricação solda por difusão a vacuo e a fusão por feixe de elétrons, que eram as inovações na época, permitiram a aplicação de metais reativos como o nióbio. <ref name="hightemp" />
A liga '''C-103''' foi desenvolvida no início dos anos de 1960 pela [[Wah Chang Corporation]] e a [[Boeing]]. A [[DuPont]], [[Union Carbide]], [[General Electric]] e outras companhias deste setor industrial, simultaneamente, desenvolveram também as ligas metálicas baseadas em nióbio, incentivadas pela [[Guerra Fria]] e a [[Corrida Espacial]] . A sensibilidade do nióbio em contato com o oxigênio requisitava dos fabricantes a construção de um sistema a vácuo ou de atmosfera inerte, o que aumentava significativamente os custos e tornavam a produção mais complicada. Os processos de fabricação solda por difusão a vácuo e a fusão por feixe de elétrons, que eram as inovações na época, permitiram a aplicação de metais reativos como o nióbio. <ref name="hightemp" />


===Numismática===
===Numismática===


O nióbio é utilizado como um metal precioso nas moedas comemorativas, apenas com prata ou ouro. Por exemplo, a [[Áustria]] produziu uma série de moedas de euro de prata e nióbio a partir de 2003, a cor destas moedas é criada pela [[difração]] da luz pelo uma fina camada de óxido produzido via [[anodização]].<ref>{{cite journal|doi = 10.1016/j.ijrmhm.2005.10.008|journal = International Journal of Refractory Metals and Hard Materials|volume = 24|issue = 4|year = 2006|pages = 275–282|title = Niobium as mint metal: Production–properties–processing|first =Robert|last = Grill|author2=Gnadenberge, Alfred }}</ref> Em 2012, dez moedas estão disponíveis apresentando uma variedade de colores no centro da moeda: azul, verde, marrom, violeta, roxo ou amarelo. Além deste dois exemplos são das moedas austríacas de €25 de ouro e prata em comemoração aos 150 anos de inauguração da [[Via Férrea de Semmering]],<ref>{{cite web|url =http://austrian-mint.at/bimetallmuenzen?l=en&muenzeSubTypeId=113&muenzeId=217|archiveurl =http://web.archive.org/web/20110721053534/http://austrian-mint.at/bimetallmuenzen?l=en&muenzeSubTypeId=113&muenzeId=217|archivedate =2011-07-21|title = 25 Euro – 150 Years Semmering Alpine Railway (2004)|accessdate = 2008-11-04|publisher = [[Austrian Mint]]}}</ref> e em 2006 as moedas de €25 em comemoração a inauguração do [[Galileo]].<ref>{{cite web|url =http://www.austrian-mint.at/cms/download.php?downloadId=131|archiveurl =http://web.archive.org/web/20110720002739/http://www.austrian-mint.at/cms/download.php?downloadId=131|archivedate =2011-07-20|title = 150 Jahre Semmeringbahn|accessdate = 2008-09-04| publisher = [[Austrian Mint]]| language=German}}</ref>
O nióbio é utilizado como um metal precioso nas moedas comemorativas, apenas com prata ou ouro. Por exemplo, a [[Áustria]] produziu uma série de moedas de euro de prata e nióbio a partir de 2003, a cor destas moedas é criada pela [[difração]] da luz pelo uma fina camada de óxido produzido via [[anodização]].<ref>{{cite journal|doi = 10.1016/j.ijrmhm.2005.10.008|journal = International Journal of Refractory Metals and Hard Materials|volume = 24|issue = 4|year = 2006|pages = 275–282|title = Niobium as mint metal: Production–properties–processing|first =Robert|last = Grill|author2=Gnadenberge, Alfred }}</ref> Em 2012, dez moedas estão disponíveis apresentando uma variedade de colores no centro da moeda: azul, verde, marrom, violeta, roxo ou amarelo. Além deste dois exemplos são das moedas austríacas de €25 de ouro e prata em comemoração aos 150 anos de inauguração da [[Via Férrea de Semmering]],<ref>{{cite web|url =http://austrian-mint.at/bimetallmuenzen?l=en&muenzeSubTypeId=113&muenzeId=217|archiveurl =http://web.archive.org/web/20110721053534/http://austrian-mint.at/bimetallmuenzen?l=en&muenzeSubTypeId=113&muenzeId=217|archivedate =2011-07-21|title = 25 Euro – 150 Years Semmering Alpine Railway (2004)|accessdate = 2008-11-04|publisher = [[Austrian Mint]]}}</ref> e em 2006 as moedas de €25 em comemoração a inauguração do [[Galileo]].<ref>{{cite web|url =http://www.austrian-mint.at/cms/download.php?downloadId=131|archiveurl =http://web.archive.org/web/20110720002739/http://www.austrian-mint.at/cms/download.php?downloadId=131|archivedate =2011-07-20|title = 150 Jahre Semmeringbahn|accessdate = 2008-09-04| publisher = [[Austrian Mint]]| language=German}}</ref>
A casa da moeda da Aústria produziu para Latvia uma série de moedas similares a partir de 2004,<ref>{{cite web|url =http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time/|archiveurl =http://web.archive.org/web/20080312222250/http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time/|archivedate =2008-03-12|title = Neraža – mēs nevarējām atrast meklēto lapu!|language=Latvian|accessdate = 2008-09-19|publisher = Bank of Latvia}}</ref>
A casa da moeda da Áustria produziu para Latvia uma série de moedas similares a partir de 2004,<ref>{{cite web|url =http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time/|archiveurl =http://web.archive.org/web/20080312222250/http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time/|archivedate =2008-03-12|title = Neraža – mēs nevarējām atrast meklēto lapu!|language=Latvian|accessdate = 2008-09-19|publisher = Bank of Latvia}}</ref>
seguindo até 2007.<ref>{{cite web|url = http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time2/|archiveurl = http://web.archive.org/web/20090522101540/http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time2/|archivedate = 2009-05-22|title = Neraža – mēs nevarējām atrast meklēto lapu!|language=Latvian|accessdate = 2008-09-19|publisher = Bank of Latvia}}</ref>
seguindo até 2007.<ref>{{cite web|url = http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time2/|archiveurl = http://web.archive.org/web/20090522101540/http://www.bank.lv/eng/main/all/lvnaud/jubmon/nmp/time2/|archivedate = 2009-05-22|title = Neraža – mēs nevarējām atrast meklēto lapu!|language=Latvian|accessdate = 2008-09-19|publisher = Bank of Latvia}}</ref>
Em 2011, a casa da moeda canadense régia começou a produção de $5 das moedas de prata e nióbio nomeado de ''Hunter's Moon''.<ref>{{Cite web|url=http://www.mint.ca/store/coin/5-sterling-silver-and-niobium-coin-hunters-moon-2011-prod1110013|title=$5 Sterling Silver and Niobium Coin – Hunter's Moon (2011)|publisher=Royal Canadian Mint|accessdate=2012-02-01 |postscript=<!-- Bot inserted parameter. Either remove it; or change its value to "." for the cite to end in a ".", as necessary. -->{{inconsistent citations}}}}</ref>
Em 2011, a casa da moeda canadense régia começou a produção de $5 das moedas de prata e nióbio nomeado de ''Hunter's Moon''.<ref>{{Cite web|url=http://www.mint.ca/store/coin/5-sterling-silver-and-niobium-coin-hunters-moon-2011-prod1110013|title=$5 Sterling Silver and Niobium Coin – Hunter's Moon (2011)|publisher=Royal Canadian Mint|accessdate=2012-02-01 |postscript=<!-- Bot inserted parameter. Either remove it; or change its value to "." for the cite to end in a ".", as necessary. -->{{inconsistent citations}}}}</ref>
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===Produção de aço===
===Produção de aço===


O nióbio é um elemento microligante eficiente para o aço. A adição de nióbio no aço causa a formação de carboneto de nióbio e o nitreto de nióbio dentro da estrutura do aço. Estes compostos melhoram o refinamento do grão, o retardo da recristalização e o endurecimento por precipitação do aço. Estes efeitos por sua vez aumentam a resistência, força, conformabilidade e soldabilidade das microligas de aço.<ref name="patel" /> A microligação de [[aço inoxidável|aços inoxidáveis]] tem um teor de nióbio inferior a 0,1%.<ref name="heister">{{cite journal|title = Niobium: Future Possibilities – Technology and the Market Place|first = Friedrich|last= Heisterkamp|coauthors = Tadeu Carneiro|url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/images/pdfs/closing.pdf|accessdate =|journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals|format = PDF}}</ref> Esta é uma liga importante no [[aço de alta resistência e baixa liga]] que é muito utilizado na indústria automobilística devido a sua grande resistência.<ref name="patel">{{cite journal|journal =Metallurgist|volume = 45|issue = 11–12|doi = 10.1023/A:1014897029026|pages = 477–480|year = 2001|title = Niobium for Steelmaking |first = Zh.|last = Patel|coauthors = Khul'ka K.|accessdate =}}</ref> Estas ligas de nióbio são muitos fortes e às vezes são empregadas para a fabricação de oleodutos.<ref name="eggert">{{cite journal|journal = Economic Bulletin|volume = 19|issue = 9|doi = 10.1007/BF02227064|pages = 8–11|year = 1982|title = Niobium: a steel additive with a future|first = Peter|last = Eggert|coauthors = Priem, Joachim; Wettig, Eberhard|accessdate =}}</ref><ref name="Hillenbrand">{{cite journal|url = http://www.europipe.com/files/ep_tp_43_01en.pdf|title = Development and Production of High Strength Pipeline Steels|first = Hans–Georg|last = Hillenbrand|coauthors = Gräf, Michael; Kalwa, Christoph| journal=Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA) |publisher = Europipe|accessdate =|date = 2001-05-02}}</ref>
O nióbio é um elemento microligante eficiente para o aço. A adição de nióbio no aço causa a formação de carboneto de nióbio e o nitreto de nióbio dentro da estrutura do aço. Estes compostos melhoram o refinamento do grão, o retardo da recristalização e o endurecimento por precipitação do aço. Estes efeitos por sua vez aumentam a resistência, força, conformabilidade e soldabilidade das microligas de aço.<ref name="patel" /> As microligações de [[aço inoxidável|aços inoxidáveis]] têm um teor de nióbio inferior a 0,1%.<ref name="heister">{{cite journal|title = Niobium: Future Possibilities – Technology and the Market Place|first = Friedrich|last= Heisterkamp|coauthors = Tadeu Carneiro|url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/images/pdfs/closing.pdf|accessdate =|journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals|format = PDF}}</ref> Esta é uma liga importante no [[aço de alta resistência e baixa liga]] que é muito utilizado na indústria automobilística devido a sua grande resistência.<ref name="patel">{{cite journal|journal =Metallurgist|volume = 45|issue = 11–12|doi = 10.1023/A:1014897029026|pages = 477–480|year = 2001|title = Niobium for Steelmaking |first = Zh.|last = Patel|coauthors = Khul'ka K.|accessdate =}}</ref> Estas ligas de nióbio são muitos fortes e às vezes são empregadas para a fabricação de oleodutos.<ref name="eggert">{{cite journal|journal = Economic Bulletin|volume = 19|issue = 9|doi = 10.1007/BF02227064|pages = 8–11|year = 1982|title = Niobium: a steel additive with a future|first = Peter|last = Eggert|coauthors = Priem, Joachim; Wettig, Eberhard|accessdate =}}</ref><ref name="Hillenbrand">{{cite journal|url = http://www.europipe.com/files/ep_tp_43_01en.pdf|title = Development and Production of High Strength Pipeline Steels|first = Hans–Georg|last = Hillenbrand|coauthors = Gräf, Michael; Kalwa, Christoph| journal=Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA) |publisher = Europipe|accessdate =|date = 2001-05-02}}</ref>


===Superligas===
===Superligas===
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[[File:Apollo CSM lunar orbit.jpg|thumb|O bocal do foguete do Apollo 15 CSM na órbita lunar é feita de liga de nióbio-titânio. |alt=Image of the Apollo Service Module with the moon in the background]]
[[File:Apollo CSM lunar orbit.jpg|thumb|O bocal do foguete do Apollo 15 CSM na órbita lunar é feita de liga de nióbio-titânio. |alt=Image of the Apollo Service Module with the moon in the background]]


Quantidades consideráveis do nióbio, seja ela em forma alotrópica ou na produção de ferronióbio e níquelnióbio são utilizadas em superligas de ferro, níquel e cobalto para a produção de componentes de [[motor a reação|motores a reação]], nas [[turbina a gás|turbinas a gás]], subligações de foguetes, [[turbocompressor]]es, resistências a calor e equipamentos de combustão. O nióbio precipita uma fase de γ<nowiki>''</nowiki> na granulação da superliga.<ref name="Donachie">{{cite book|publisher = ASM International|year = 2002|isbn = 978-0-87170-749-9|title = Superalloys: A Technical Guide|first = Matthew J.|last = Donachie|pages = 29–30}}</ref> As ligas contém cerca de 6,5% de nióbio.<ref name="heister" /> Um exemplo de liga que contém nióbio é a liga niquelada do [[inconel|Inconel 718]], que consiste de cerca de 50% de [[níquel]], 18,6% de [[cromo]], 18,5% [[ferro]], 5% de nióbio, 3,1% [[molibdênio]], 0,9% de [[titânio]], e 0,4% de [[alumínio]].<ref name="super">{{cite web|url = http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/Superalloys/superalloys.html|title = Nickel Based Superalloys| first = H. k. d. h|last = Bhadeshia|publisher = University of Cambridge|accessdate = 2008-09-04}}</ref><ref>{{cite journal|journal = Thermochimica Acta|volume = 382|year = 2002|pages= 55–267|doi = 10.1016/S0040-6031(01)00751-1|title = Thermophysikalische Eigenschaften von festem und flüssigem Inconel 718|language=German|first = G.|last = Pottlacher|coauthors = Hosaeus, H.; Wilthan, B.; Kaschnitz, E.; Seifter, A.|issue = 1––2}}</ref> Estas superligas são utilizadas, por exemplo nos sistemas de purificação de ar utilizados no [[programa Gemini]].
Quantidades consideráveis do nióbio, seja ela em forma alotrópica ou na produção de ferronióbio e níquel-nióbio, são utilizadas em superligas de ferro, níquel e cobalto para a produção de componentes de [[motor a reação|motores a reação]], nas [[turbina a gás|turbinas a gás]], subligações de foguetes, [[turbocompressor]]es, resistências a calor e equipamentos de combustão. O nióbio precipita uma fase de γ<nowiki>''</nowiki> na granulação da superliga.<ref name="Donachie">{{cite book|publisher = ASM International|year = 2002|isbn = 978-0-87170-749-9|title = Superalloys: A Technical Guide|first = Matthew J.|last = Donachie|pages = 29–30}}</ref> As ligas contém cerca de 6,5% de nióbio.<ref name="heister" /> Um exemplo de liga que contém nióbio é a liga niquelada do [[inconel|Inconel 718]], que consiste de cerca de 50% de [[níquel]], 18,6% de [[cromo]], 18,5% [[ferro]], 5% de nióbio, 3,1% [[molibdênio]], 0,9% de [[titânio]], e 0,4% de [[alumínio]].<ref name="super">{{cite web|url = http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/Superalloys/superalloys.html|title = Nickel Based Superalloys| first = H. k. d. h|last = Bhadeshia|publisher = University of Cambridge|accessdate = 2008-09-04}}</ref><ref>{{cite journal|journal = Thermochimica Acta|volume = 382|year = 2002|pages= 55–267|doi = 10.1016/S0040-6031(01)00751-1|title = Thermophysikalische Eigenschaften von festem und flüssigem Inconel 718|language=German|first = G.|last = Pottlacher|coauthors = Hosaeus, H.; Wilthan, B.; Kaschnitz, E.; Seifter, A.|issue = 1––2}}</ref> Estas superligas são utilizadas, por exemplo nos sistemas de purificação de ar utilizados no [[programa Gemini]].


Uma liga utilizada para os bocais de propulsão dos [[foguete de combustível líquido|foguetes de combustível líquido]], em especial nos motores do [[Módulo Lunar Apollo]], é a liga de nióbio C-103 que é composta de 89% de nióbio, 10% de [[háfnio]] e 1% de titânio.<ref name="hightemp">{{cite journal|url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/sub_3/images/pdfs/016.pdf|title = Niobium alloys and high Temperature Applications| first = John|last = Hebda| journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA) |publisher = Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração|accessdate =|date = 2001-05-02|format = PDF}}</ref> Outra liga de nióbio foi utilizada nos bocais do [[Módulo de Comando e Serviço Apollo]]. Como o nióbio é oxidado sob temperaturas de 400&nbsp;°C, um revestimento de proteção é necessário para evitar a possibilidade de tornar a liga quebradiça.<ref name="hightemp" />
Uma liga utilizada para os bocais de propulsão dos [[foguete de combustível líquido|foguetes de combustível líquido]], em especial nos motores do [[Módulo Lunar Apollo]], é a liga de nióbio C-103 que é composta de 89% de nióbio, 10% de [[háfnio]] e 1% de titânio.<ref name="hightemp">{{cite journal|url = http://www.cbmm.com.br/portug/sources/techlib/science_techno/table_content/sub_3/images/pdfs/016.pdf|title = Niobium alloys and high Temperature Applications| first = John|last = Hebda| journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA) |publisher = Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração|accessdate =|date = 2001-05-02|format = PDF}}</ref> Outra liga de nióbio foi utilizada nos bocais do [[Módulo de Comando e Serviço Apollo]]. Como o nióbio é oxidado sob temperaturas de 400&nbsp;°C, um revestimento de proteção é necessário para evitar a possibilidade de tornar a liga quebradiça.<ref name="hightemp" />
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* Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de [[nêutron]]s termais.
* Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de [[nêutron]]s termais.
* Os selos arcos voltaicos de [[lâmpadas de vapor de sódio]] de alta pressão são feitos de nióbio, ou nióbio com 1% de zircônio, pela similaridade do coeficiente térmico das cerâmicas sinterizadas de alumínio, um material translúcido que resiste as reações de redução ou ataques químicos pelo aquecimento do sódio líquido ou de seus vapores dentro da lâmpada.<ref>{{cite book|title = Lamps and Lighting|first = Stanley Thomas|last = Henderson|coauthors = Marsden, Alfred Michael; Hewitt, Harry|publisher = Edward Arnold Press|year = 1972|isbn = 0-7131-3267-1|pages = 244–245}}</ref><ref>{{cite journal|title = Refractory metals: crucial components for light sources|last = Eichelbrönner|first = G.|year =1998|journal = International Journal of Refractory Metals and Hard Materials|volume = 16|issue = 1|pages = 5–11|doi = 10.1016/S0263-4368(98)00009-2|accessdate =}}</ref><ref>{{cite journal|title = Niobium and Niobium 1% Zirconium for High Pressure Sodium (HPS) Discharge Lamps|first = Christopher A.|last = Michaluk|coauthors = Huber, Louis E.; Ford, Robert B.| journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals}}</ref>
* Os selos arcos voltaicos de [[lâmpadas de vapor de sódio]] de alta pressão são feitos de nióbio, ou nióbio com 1% de zircônio, pela similaridade do coeficiente térmico das cerâmicas sinterizadas de alumínio, um material translúcido que resiste às reações de redução ou ataques químicos pelo aquecimento do sódio líquido ou de seus vapores dentro da lâmpada.<ref>{{cite book|title = Lamps and Lighting|first = Stanley Thomas|last = Henderson|coauthors = Marsden, Alfred Michael; Hewitt, Harry|publisher = Edward Arnold Press|year = 1972|isbn = 0-7131-3267-1|pages = 244–245}}</ref><ref>{{cite journal|title = Refractory metals: crucial components for light sources|last = Eichelbrönner|first = G.|year =1998|journal = International Journal of Refractory Metals and Hard Materials|volume = 16|issue = 1|pages = 5–11|doi = 10.1016/S0263-4368(98)00009-2|accessdate =}}</ref><ref>{{cite journal|title = Niobium and Niobium 1% Zirconium for High Pressure Sodium (HPS) Discharge Lamps|first = Christopher A.|last = Michaluk|coauthors = Huber, Louis E.; Ford, Robert B.| journal = Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA)|year = 2001|isbn = 978-0-9712068-0-9 |publisher = Niobium 2001 Ltd, 2002|editor=Minerals, Metals and Materials Society, Metals and Materials Society Minerals}}</ref>
* O nióbio se converte num [[supercondutor]] quando reduzido a temperaturas criogênicas. Na pressão atmosférica (e quando puro) , tem a mais alta temperatura crítica entre os elementos supercondutores de tipo I, 9.3 [[Kelvin|K]]. Além disso, é um elemento presente em ligas de supercondutores que são do tipo II (como o [[vanádio]] e o [[tecnécio]]), significando que atinge a temperatura crítica a temperaturas bem mais altas que os supercondutores de tipo I.
* O nióbio se converte num [[supercondutor]] quando reduzido a temperaturas criogênicas. Na pressão atmosférica (e quando puro) , tem a mais alta temperatura crítica entre os elementos supercondutores de tipo I, 9.3 [[Kelvin|K]]. Além disso, é um elemento presente em ligas de supercondutores que são do tipo II (como o [[vanádio]] e o [[tecnécio]]), significando que atinge a temperatura crítica a temperaturas bem mais altas que os supercondutores de tipo I.
* O nióbio metálico é também utilizado na solda por arco elétrico pela capacidade de quimicamente estável de [[aço inoxidável]].<ref>{{US patent reference|number = 5254836|y = 1993|m = 10|d = 19|inventor = Okada, Yuuji; Kobayashi, Toshihiko; Sasabe, Hiroshi; Aoki, Yoshimitsu; Nishizawa, Makoto; Endo, Shunji|title = Method of arc welding with a ferrite stainless steel welding rod}}</ref><!--<ref>{{cite web|url=http://www.jxmetals.com/sdp/316680/4/cp-1271725.html|publisher=Shanghai Jiangxi Metals Co. Ltd|accessdate=2008-10-14|title=Niobium – Properties & Uses}}</ref>-->
* O nióbio metálico é também utilizado na solda por arco elétrico pela capacidade de quimicamente estável de [[aço inoxidável]].<ref>{{US patent reference|number = 5254836|y = 1993|m = 10|d = 19|inventor = Okada, Yuuji; Kobayashi, Toshihiko; Sasabe, Hiroshi; Aoki, Yoshimitsu; Nishizawa, Makoto; Endo, Shunji|title = Method of arc welding with a ferrite stainless steel welding rod}}</ref><!--<ref>{{cite web|url=http://www.jxmetals.com/sdp/316680/4/cp-1271725.html|publisher=Shanghai Jiangxi Metals Co. Ltd|accessdate=2008-10-14|title=Niobium – Properties & Uses}}</ref>-->
* Ele é conveniente como um material anôdico nos sistemas de proteção catódica nos tanques de água, que são geralmente galvanizados de platina .<ref>{{cite book|author=Moavenzadeh, Fred |title=Concise Encyclopedia of Building and Construction Materials|url=http://books.google.com/books?id=YiJaEAUj258C&pg=PA157|accessdate=2012-02-18 |date=14 March 1990|publisher=MIT Press|isbn=978-0-262-13248-0|pages=157–}}</ref><ref>{{cite book|author=Cardarelli, François |title=Materials handbook: a concise desktop reference|url=http://books.google.com/books?id=PvU-qbQJq7IC&pg=PA352|accessdate=2012-02-18 |date=9 January 2008|publisher=Springer|isbn=978-1-84628-668-1|pages=352–}}</ref>
* Ele é conveniente como um material anódico nos sistemas de proteção catódica nos tanques de água, que são geralmente galvanizados de platina .<ref>{{cite book|author=Moavenzadeh, Fred |title=Concise Encyclopedia of Building and Construction Materials|url=http://books.google.com/books?id=YiJaEAUj258C&pg=PA157|accessdate=2012-02-18 |date=14 March 1990|publisher=MIT Press|isbn=978-0-262-13248-0|pages=157–}}</ref><ref>{{cite book|author=Cardarelli, François |title=Materials handbook: a concise desktop reference|url=http://books.google.com/books?id=PvU-qbQJq7IC&pg=PA352|accessdate=2012-02-18 |date=9 January 2008|publisher=Springer|isbn=978-1-84628-668-1|pages=352–}}</ref>


== Precauções ==
== Precauções ==

Revisão das 17h02min de 15 de setembro de 2014

Nióbio
ZircônioNióbioMolibdênio
V
 
 
41
Nb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Nb
Ta
Tabela completaTabela estendida
Aparência
cinza metálico, mas azulado quando oxidado


Um cubo de 1cm3 de nióbio anodizado de alta pureza (99,95%) e cristais de nióbio de alta pureza (99,995%), feitos eletrolitamente, para efeito de comparação.
Informações gerais
Nome, símbolo, número Nióbio, Nb, 41
Série química Metal de transição
Grupo, período, bloco 5, 5, d
Densidade, dureza 8570 kg/m3, 6,0
Número CAS 7440-03-1
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica 92,90638 u
Raio atómico (calculado) 146 pm
Raio covalente 164±6 pm
Raio de Van der Waals pm
Configuração electrónica [Kr] 4d3 5s2
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 18, 12, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 5, 4, 3, 2, -1 (óxido levemente ácido)
Óxido
Estrutura cristalina cúbica centrada no corpo
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 2750 K
Ponto de ebulição 5017 K
Entalpia de fusão 30 kJ/mol
Entalpia de vaporização 689,9 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar m3/mol
Pressão de vapor 1 Pa a 2942 K
Velocidade do som 3480 m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie  K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 1,6
Calor específico 265 J/(kg·K)
Condutividade elétrica S/m
Condutividade térmica 53,7 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização 652,1 kJ/mol
2.º Potencial de ionização 1380 kJ/mol
3.º Potencial de ionização 2416 kJ/mol
4.º Potencial de ionização 3700 kJ/mol
5.º Potencial de ionização 4877 kJ/mol
6.º Potencial de ionização 9847 kJ/mol
7.º Potencial de ionização 12100 kJ/mol
8.º Potencial de ionização kJ/mol
9.º Potencial de ionização kJ/mol
10.º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD
MeV
91Nbsintético6,8×102 aε-91Zr
91mNbsintético60,86 dIT0,10491Nb
92Nbsintético10,15 dε
γ
-
0,934
92Zr
-
92Nbsintético3,47×107 aε
γ
-
0,561, 0,934
92Zr
-
93Nb100%estável com 52 neutrões
93mNbsintético16,13 aTI0,03193Nb
94Nbsintético2,03×104 aβ-
γ
0,471
0,702, 0,871
94Mo
-
95Nbsintético34,991 dβ-
γ
0,159
0,765
95Mo
-
95mNbsintético3,61 dTI0,23595Nb
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O nióbio é um elemento químico, de símbolo Nb, número atômico 41 (41 prótons e 41 elétrons) e massa atómica 92,9 u. É um elemento de transição pertencente ao grupo 5 ou VB da classificação periódica dos elementos. O nome deriva da deusa grega Níobe, filha de Dione e Tântalo — este último, por sua vez deu nome a outro elemento da família 5B, o tântalo[1]. É usado principalmente em ligas de aço para a produção de tubos condutores de fluidos. Em condições normais, é sólido. Foi descoberto em 1801 pelo inglês Charles Hatchett.

O nióbio tem propriedades físicas e químicas similares e são de complexa distinção. O químico inglês Charles Hatchett concluiu erroneamente que o tântalo e o colúmbio eram idênticos. O químico alemão Heinrich Rose estabeleceu em 1846 que os minérios de tântalo contêm um segundo elemento que nomeou de nióbio. Em 1864 e 1865, vários cientistas esclareceram que o nióbio e o colúmbio era o mesmo elemento, e por um século ambos os nomes foram utilizados de forma intercambiável. O nióbio foi oficialmente adotado como um elemento químico em 1949, porém o termo colúmbio ainda é utilizado na metalurgia nos Estados Unidos da América.

O nióbio não era utilizado comercialmente até o século XX. Existem poucas minas de extração economicamente viável de nióbio no mundo, sendo o Brasil o maior produtor mundial de nióbio e ferronióbio, uma liga de nióbio e ferro, e responsável por 75% da produção mundial do elemento.[2][3]

Ele é muito utilizado nas ligas, em especial na produção de aços especiais que são utilizados na estrutura física dos gasodutos. Embora estas ligas contenham no máximo 0,1%, a pequena porcentagem de nióbio proporciona uma grande resistência mecânica no aço. A estabilidade térmica das superligas que contém nióbio é importante para a produção de motores de aeroplanos e na propulsão de foguetes e em vários materiais supercondutores. Estas ligas supercondutoras do tipo II, que também contém titânio e estanho, são geralmente usadas nos ímãs supercondutoras nas imagens por ressonância magnética. Outras aplicações incluem a soldagem, indústria nuclear, eletrônica, óptica, numismática e produção de joias. Nas últimas duas aplicações ele é utilizado pela sua baixa toxicidade e pela possibilidade de coloração pela anodização.

História

Pintura em preto e branco no formato oval com um homem vestindo uma camisa branca e de colar proeminente e gravata
Charles Hatchett, primeiro a isolar o nióbio.
Black and white image of a marmor sculpture of a bowing woman with a child nestling in her lap
Fotografia de uma escultura helenística representando o Niobe por Giorgio Sommer.

O nióbio (mitologia grega: Níobe, filha de Tântalo) foi descoberto pelo químico inglês Charles Hatchett em 1801.[4] Ele encontrou um novo mineral que foi extraído da Inglaterra em torno de 1734 por John Winthrop (filho de John Winthrop, o jovem que foi o primeiro governador de Connecticut) e deu a este mineral o nome de columbita e o novo elemento de colúmbio, homenageando a personagem poética norte-americana colúmbia.[5][6][7] O colúmbio descoberto por Hatchett foi provavelmente uma mistura de um novo elemento com o tântalo.[5]

Subsequentemente, havia muitas confusões [8] sobre a diferença entre o colúmbio (nióbio) e intimamente relacionado tântalo. Em 1809, o químico inglês William Hyde Wollaston comparava os óxidos derivavam de ambos colúmbio-columbito, com uma densidade acima de 5,918 g/cm3, e o tântalo-tantalita, com uma densidade acima de 8 g/cm3, concluiu que os dois óxidos, apesar da significativa diferença de densidade, eram idênticos, deste modo ele manteve o nome de tântalo.[8] Esta conclusão foram disputadas em 1846 pelo químico alemão Heinrich Rose, que argumentou que havia dois elementos químicos diferentes em uma simples tantalita, e nomeou na época homenageando a criança de Tantalus: nióbio (de Níobe), e pelônio (de Pelops).[9][10] Esta confusão surgiu pelas mínimas diferenças observadas entre o tântalo e o nióbio. A afirmação dos novos elementos: pelônio, ilmênio e diânio[11] foram de fato semelhantes para o nióbio ou nas misturas de nióbio e tântalo.[12]

As diferenças entre o tântalo e o nióbio foram inequivocamente demonstradas em 1864 por Christian Wilhelm Blomstrand, [12] e Henri Etienne Sainte-Claire Deville, e assim como Louis J. Troost, que determinaram as fórmulas de alguns dos compostos em 1865[12][13] e finalmente pelo químico suíço Jean Charles Galissard de Marignac[14] que em 1866, quem provou integralmente que havia dois elementos químicos. Os artigos sobre o ilmênio continuam a aparecer até 1871.[15]

De Marignac foi o primeiro a preparar o metal em 1864, quando ele reduziu o cloreto de nióbio aquecendo em atmosfera modificada de hidrogênio.[16] Embora De Marignac fosse capaz de produzir o nióbio sem tântalo em larga escola em 1866, somente no início do século XX que o nióbio foi utilizado em escala comercial nos filamentos das lâmpadas incandescentes.[13] Ele foi rapidamente tornou-se obsoleto com a substituição do nióbio com o tungstênio, que tem um elevado ponto de fusão e assim é o preferido para a utilização de lâmpadas incandescentes. A descoberta que o nióbio melhora o micro aços-ligas foi produzida em 1920, e esta aplicação a permanecer sua utilização predominante.[13] Em 1961, o físico americano Eugene Kunzler e seus colaboradores da Bell Labs descobriu que a folha-de-flandres de nióbio apresenta supercondutividade na presença da corrente elétrica e dos campos magnéticos,[17] fazendo o primeiro material para suportar a alta corrente e os campos necessários para ímãs e maquinários de alta potência. Esta descoberta ligará duas décadas depois, a produção de longos cabos multi-vertentes que poderiam ser utilizados nas bobinas, poderosos eletroímãs para máquinas rotativas, aceleradores de partículas ou detectores de partículas.[18][19]

Em 2009, o trabalho de pesquisa da COPPE, UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), obteve uma patente internacional para uma tinta anticorrosiva a base de nióbio num processo denominado "niobização".[20]

Desenvolvimento etimológico do elemento

O Colúmbio (símbolo Cb[21]) foi o primeiro nome dado pelo seu descobridor, Hatchett, cujo seu nome era utilizado pelas publicações norte-americanas com a Sociedade Americana de Química até o ano de 1953[22], enquanto a Europa já utilizava o termo nióbio. Para evitar confusões, o termo nióbio foi escolhido para ser o elemento 41 da 15° Conferência da União de Química em Amsterdam em 1949.[23] Um ano depois de este termo ser oficialmente instituído pela União Internacional de Química Pura e Aplicada. (IUPAC) depois de um século de controvérsia, apesar de tudo muitas sociedades químicas, organizações governamentais, a maioria dos metalúrgicos e produtores comerciais do metal em especial as norte-americanas referem-se ao elemento 41 como Colúmbio.[23] [24] Não é o único elemento que tem apenas um termo, por exemplo, a IUPAC aceita que o tungstênio seja chamado volfrâmio, em deferência a utilização deste termo nos Estados Unidos e o nióbio como alternativa de colúmbio, em deferência a utilização deste termo na Europa.[23] Não sendo universal, e que muitas lideranças das sociedades de química e organizações governamentais referem utilizando assim como o termo nióbio que é adotado pela IUPAC, enquanto muitas lideranças do setor da metalurgia e o Serviço Geológico dos Estados Unidos ainda referem para o metal pelo nome original de "colúmbio".[25][26]

Características principais

Físicas

O nióbio é um material lustroso, com coloração cinza brilhante, dúctil, um metal paramagnético no Grupo 5 da Tabela Periódica, embora tenha uma configuração eletrônica anômala se comparado com os outros membros. (Isto pode ser observado nos vizinhos como o rutênio (44), o ródio (45) e o paládio (46).)

Z Elemento Químico Número de elétrons
23 vanádio 2, 8, 11, 2
41 nióbio 2, 8, 18, 12, 1
73 tântalo 2, 8, 18, 32, 11, 2
105 dúbnio 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (previsto)

O nióbio torna-se um material criogênico sob temperaturas criogênicas. Sob pressão atmosférica, ele tem a temperatura crítica mais elevada dos elementos supercondutores: 9.2 K.[27] Ele tem a melhor supercondutividade.[27] Além disso, ele é um dos três elementos supercondutores Tipo 2, junto com o vanádio e o tecnécio. As propriedades supercondutoras são fortemente dependentes de sua pureza.[28] Quando mais puro, mais mole e dúctil, porém as impurezas do nióbio o tornam mais duro.[29]

O metal tem uma baixa captação de nêutrons térmicos [30] e por causa isso ele é utilizado nas indústrias nucleares.[31]

Isótopos

O nióbio ocorre naturalmente é composto de um isótopo estável, 93Nb.[32] Desde 2003, os menores de 32 radioisótopos têm sido sintetizados, variando a sua massa atômica entre 81 até 113. O isômero mais estável é o 92Nb com uma meia-vida de 34,7  de milhões de anos. Um dos menores isótopos é o 113Nb, com sua meia-vida estimada de 30 milissegundos. Os isótopos que são mais leves do que o estável 93Nb tende a decompor pelos raios betas positivo (β+) e estes que são mais pesos tende a decompor pelos raios beta negativo (β-), com algumas exceções. O 81Nb, 82Nb e o 84Nb têm os raios β+ decompostos pela órbita da emissão de prótons, o 91Nb decompõe pela captura de elétrons e pela emissão de prótons e o 92Nb decompões por ambos os raios betas, respectivamente, β+ e o β-.[32]

Com menos de 25 isômeros nucleares descritos, com sua massa atômica baldeando entre 84 a 104. Com esta variedade, não são isômeros somente: 96Nb, 101Nb e 103Nb. O isômero mais estável é o 84mNb com uma meia-vida de 103 ns. Todos os isômeros decompõem pela transição isomérica ou pela decomposição dos raios beta, exceto o 92m1Nb, que tem uma captura eletrônica em sua cadeia de desintegração.[32]

Ocorrência

Placa de Nióbio.

Estima-se que o nióbio seja o 33° elemento mais abundante da Terra, com concentração de 20 ppm.[33] Alguns pensam que a abundância do nióbio no planeta é muito maior, porém não é possível encontrar mais fontes do elementos porque este está no núcleo terrestre por causa da sua elevada densidade.[25]O elemento nunca foi encontrado livre na natureza.[29] Os minérios que contêm nióbio também contém tântalo. Como a niobita (columbita) (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6 e a niobita-tantalita [(Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6].[34] Os minerais de columbita-tantalita são geralmente os minerais mais encontrados nas intrusões alcalinas e de pegmatito. Nos niobatos também se encontram elementos como o cálcio, urânio, o tório e metais de terras raras. Os exemplos de niobatos são: os minerais de pirocloro (NaCaNb2O6F ), e euxenita [(Y, Ca, Ce, U, Th) (Nb, Ta, Ti)2O6]. Grandes depósitos de nióbio foram encontrados associados a rochas de carbonosilicatos, e como constituinte do pirocloro.[35]

Os dois maiores depósitos de pirocloro foram descobertos em 1950 no Brasil e no Canadá e ambos os países são até hoje os maiores produtores de minério de nióbio.[13] O maior depósito de intrusão de carbonatita está localizada em Araxá, Minas Gerais, no Brasil, que está sendo extraída pela CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração) e o outro depósito está localizado em Goiás que está sendo extraída pela Anglo American (por meio da subsidiária Mineração Catalão), também extraindo uma intrusão subterrânea de carbonatita.[36] Estas duas minas brasileiras produzem cerca de 75% da demanda mundial de nióbio. A terceira maior produtora de nióbio é a mina subterrânea de carbonatita de Niobec , em Saint-Honoré próximo de Chicoutimi, Quebec, sendo extraída pela Iamgold Corporation Ltd, que produz cerca de 7% da demanda mundial.[37][36] Os depósitos do Quênia, em Kwale, estão na sexta colocação entre os maiores produtores do mundo.[38]

Novas minas de nióbio podem ser extraídas nos próximos anos. Segundo estudos geológicos, foram descobertos potenciais depósitos de extração viável nas regiões de Elk Creek, Nebraska e de Rondônia . [39][40]

Químicas

O metal tem uma coloração azulada quando exposto ao ar em temperatura ambiente por um longo tempo.[41] Apesar de ter um alto ponto de fusão (2,468 °C), ele tem uma densidade menor se comparado com outros metais refratários. Além disso, tem resistência a corrosão, apresenta propriedades supercondutoras e nas camadas de óxidos propriedades dielétricas.

O nióbio é ligeiramente menos eletropositivo e mais denso do que o seu predecessor da tabela periódica, zircônio, sendo virtualmente idêntico com os átomos de tântalo, devido à contração dos lantanídeos.[29] Como resultado, as propriedades químicas do nióbio são similares ao do tântalo, que aparece diretamente abaixo do nióbio na tabela periódica.[13] Embora a sua resistência a corrosão não seja tão proeminente como no tântalo, seu preço baixo e sua abundância faz do nióbio um produto atrativo para reduzir a demanda de revestimentos nas indústrias químicas.[29]

Compostos

O nióbio é de muitas formas similar ao tântalo e o zircônio. Ele reage com muitos elementos químicos da classe dos não-metais em altas temperaturas: o nióbio reage com o fluoreto em uma caldeira com gás cloro e hidrogênio sob temperatura de 200 °C e com nitrogênio com temperatura de 400 °C, produzindo os produtos intersticiais e não estequiométricos.[29] O metal começa a oxidar na atmosfera sob temperatura de 200 °C,[42] e é resistente à corrosão e ao contato de elementos alcalinos e por ácidos, incluindo água regia, o ácido clorídrico, o ácido sulfúrico, o ácido nítrico e o ácido fosfórico.[29] O nióbio é atacado pelo ácido fluorídrico e por misturas de ácido fluorídrico com o ácido nítrico.

Embora o nióbio apresente todos os estados de oxidação formal de +5 to −1, na maioria dos compostos de nióbio, encontra o estado de oxidação +5 .[29] Os compostos que tem um estado de oxidação menor de +5 geralmente têm ligações Nb–Nb.

Carbonetos e nitretos

Outros compostos binários de nióbios incluem o nitreto de nióbio (NbN), que estão um supercondutor sob baixas temperaturas e é utilizado nos detectores de radiação eletromagnética.[43] O carboneto de nióbio é o NbC que é um material extremamente duro, refratário, cerâmico, comercialmente utilizado em bits no setor de ferramentaria.

Haletos

Watch glass on a black surface with a small portion of yellow crystals
Uma amostra de pentacloreto de nióbio (porção amarelo) que foi parcialmente hidrolisada (material branco).
Modelo de bolas e varetas do pentacloreto de nióbio, onde existe a formação de um dímero.

O nióbio forma haletos com os estados de oxidação +5 e +4 assim como vários compostos não-estequiométricos.[42][44] Os pentahaletos (NbX5) caracterizam-se pelos centros octaédricos. O pentafluoreto de nióbio (NbF5) é um sólido branco com temperatura de fusão de 79,0 °C e o pentacloreto de nióbio (NbCl5) é um sólido amarelo (como na imagem à esquerda) com um ponto de fusão de 203,4 °C. Ambos são hidrolisados para produzir óxidos e oxihaletos, como o NbOCl3. O pentacloreto é um reagente versátil sendo utilizado nos compostos organometálicos, como o dicloreto niobioceno ((C5H5)2NbCl2).[45] Os tetrahaletos (NbX4) são polímeros de coloração preta com ligações entre as partículas de nióbio, como por exemplo o tetrafluoreto de nióbio (NbF4) e o tetracloreto de nióbio (NbCl4).

Os haletos aniônicos de nióbio são muito conhecidos, devido em parte da acidez de Lewis dos pentahaletos. O mais importante é o [NbF7]2-, que é um produto intermediário na separação do nióbio e do tântalo em seus minerais.[34] Este heptafluoreto tende a formar o oxopentafluoreto mais prontamente do que os compostos de tântalo. Outros haletos incluem o octaedro de [NbCl6]:

Nb2Cl10 + 2 Cl → 2 [NbCl6]

Como para os outros metais, uma variedade de haletos fechados que sofrem a redução são conhecidos, sendo o primeiro exemplo: [Nb6Cl18]4−.[46]

Óxidos e sulfetos

O nióbio forma óxidos com os estados de oxidação +5 (Nb2O5), +4 (NbO2), e +3 (Nb2O3),[42] como também mais raramente o estado de oxidação +2 (NbO).[47] O composto mais encontrado é o pentóxido, precursor de quase todas as ligas e compostos de nióbio.[42][48] Os niobatos são geralmente dissolvidos o pentóxido em uma solução básica de hidróxido ou pela fusão de seus óxidos metálicos alcalinos. Os exemplos são os niobatos de lítio (LiNbO3) e os niobatos de lantânio (LaNbO4). Nos niobatos de lítio é uma estrutura trigonalmente distorcida , onde o niobato de lantânio contém íons de NbO3−
4
.[42]As camadas de sulfeto de nióbio (NbS2) também é conhecido.[29]

Os materiais com um filme fino dos óxidos de nióbio (V) podem ser produzidos pelos processos da deposição química em fase vapor ou a deposição atômica, em que caso passa por uma decomposição térmica de etóxido de nióbio (V) sob temperatura de 350 °C.[49][50]

Produção

Grey e white world map with Brazil colored red representing 90% of niobium world production and Canada colored in dark blue representing 5% of niobium world production
Produtores de nióbio em 2006

Os minerais tantalita e niobita são os únicos de interesse econômico para a produção do nióbio. Depois da separação inicial de outros compostos, é obtida uma mistura de pentóxido de tântalo e pentóxido de nióbio. A primeira etapa no processamento é a reação dos óxidos com o fluoreto de hidrogênio[34] :

Ta2O5 + 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O
Nb2O5 + 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3 H2O

Este processo em escala industrial denominado método Mariagnac foi desenvolvido por Jean Charles Galissard de Marignac e explora as diferentes solubilidades dos complexos fluoretos de nióbio e de tântalo, o monoidrato de oxipentafluorniobato dipotássico (K2[NbOF5]·H2O) e o heptafluortantalato dipotássico (K2[TaF7]) em água. Novos processos usam a extração dos líquidos das soluções de fluoretos com solventes orgânicos como o cicloexanona.[34] Os complexos de fluoreto de nióbio e de tântalo são extraídos separadamente para os solventes orgânicos com água e ambos precipitam pela adição de fluoreto de potássio para produzir um complexo fluoreto de potássio, ou precipitado com amônia como o pentóxido:[42]

H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5]↓ + 2 HF

Resultando em :

2 H2[NbOF5] + 10 NH4OH → Nb2O5↓ + 10 NH4F + 7 H2

Geralmente são utilizados métodos de redução pra o nióbio metálico. Os principais são: a eletrólise de uma mistura fundida de K2[NbOF5] e cloreto de sódio ou a redução de fluoreto com sódio. Com este segundo método de produção é possível conseguir um alto grau de pureza. A produção em larga escala é utilizada a redução do Nb2O5 com hidrogênio ou carbono[42] . No processo que envolve as reações aluminotérmicas utiliza-se uma mistura de óxido de ferro e óxido de nióbio que estará reagindo com alumínio:

3 Nb2O5 + Fe2O3 + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3

Para melhorar a reação, pequenas quantidades de oxidante como o nitrato de sódio são adicionados sendo produzidos o óxido de alumínio e o ferronióbio, uma liga de ferro e nióbio utilizado na metalurgia. [51][52] O ferronióbio contêm cerca de 60 a 70% de nióbio. [36] Sem a adição do óxido de ferro, a aluminotermia é utilizada para a produção de nióbio. Outros processos de purificação são necessários para as ligas supercondutoras. A função pelos elétrons à vácuo são utilizados pelos dois maiores produtores de nióbio .[44][53]

Desde 2013, a Companhia Brasileira de Alumínio controla cerca de 85% da produção mundial de nióbio.[54] As estimativas do Serviço Geológico dos Estados Unidos que a produção cresceu de 38.700 toneladas em 2005 para 44.500 toneladas em 2006.[55][56] Estima-se que os recursos mundiais sejam de 4.400.000 toneladas de nióbio.[56] Durante a década entre 1995 e 2005, a produção mais que dobrou, que no ano de 1995 produziu 17.800 toneladas .[57] Desde 2009 a produção se estabilizou na marca de 63.000 toneladas por ano.[58]

Produção de nióbio (toneladas) [59] (Estimativa da USGS)
País 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
 Austrália 160 230 290 230 200 200 200 ? ? ? ? ?
 Brasil 30.000 22.000 26.000 29.000 29.900 35.000 40.000 57.300 58.000 58.000 58.000 58.000
 Canadá 2.290 3.200 3.410 3.280 3.400 3.310 4.167 3.020 4.380 4.330 4.420 4.400
 Congo D.R. ? 50 50 13 52 25 ? ? ? ? ? ?
 Moçambique ? ? 5 34 130 34 29 ? ? ? ? ?
 Nigéria 35 30 30 190 170 40 35 ? ? ? ? ?
 Ruanda 28 120 76 22 63 63 80 ? ? ? ? ?
Produção mundial 32.600 25.600 29.900 32.800 34.000 38.700 44.500 60.400 62.900 62.900 62.900 63.000

Pequenas minas de nióbio foram encontradas nas minas de Kanyika no Malawi.

Aplicações

Aplicações hipoalergênicas: joias e medicamentos

O nióbio e algumas ligas de nióbio são fisiologicamente inertes e com características hipoalergênicas. Por estes motivos, o nióbio é encontrado em muitos dispositivos médicos como o marca-passo.[60] O nióbio é tratado com hidróxido de sódio formando um camada porosa utilizadas nos tratamentos de osseointegração.[61]

Junto com o titânio, o tântalo e o alumínio, o nióbio pode também ser aquecido eletricamente e anodizado resultando na produção de diversas colorações utilizando um processo conhecido como anodização de um metal reativo onde é aplicado na produção de joias.[62][63] Pela propriedade do nióbio ser um elemento químico hipoalergênico ele é utilizado na produção de joias.[64]

Eletrocerâmicas

O niobato de lítio tem como característica de ser um material com propriedades ferroelétricas, as quais são aproveitadas na produção de telefones celulares, nos moduladores ópticos e na fabricação de aparelhos de superfície de ondas acústicas. Ele vem da estrutura ferroelétrica da perovskita, como do tantalato de lítio e do tantalato de bário.[65] O nióbio foi avaliado com uma alternativa mais econômica para o desenvolvimento de capacitores,[66] apesar da predominância dos capacitores de tântalo. O nióbio é adicionado com o vidro para aumentar o índice de refração, um propriedade utilizada na indústria óptica na fabricação de óculos de grau.

O pentóxido de nióbio (Nb2O5) também é uma cerâmica conveniente para a obtenção de sensores de pH, lentes óticas e em filtros especiais para receptores de TV, entre outros.[67]

Ímãs supercondutoras

O scanner da máquina de ressonância magnética utiliza uma força de 3 teslas utilizando uma liga de nióbio supercondutora.

Os compostos de nióbio-germânio(Nb3Ge), nióbio-escândio e as ligas de nióbio-titânio são utilizadas como tipos de semicondutores II como fios de ímãs supercondutores .[68][69] Estes ímãs supercondutores são utilizados nos instrumentos das máquinas de imagens por ressonância magnética e nas máquinas de ressonância magnética nuclear como também nos aceleradores de partículas.[70] Por exemplo, o Grande Colisor de Hádrons utiliza 600 toneladas de cordões supercondutores de Nb3Sn e cerca de 250 toneladas de cordões supercondutores de NbTi.[71]

Também os semicondutores contendo somente nióbio são utilizados nas cavidades dos aparelhos de radiofrequência nos lasers de elétrons livres nas pesquisas da FLASH (Free Electron Laser in Hamburg) e da European XFEL.[72]

A alta sensibilidade do semicondutor nitrito de nióbio são utilizados na produção de microbolomêtros sendo um detector ideal de radiação eletromagnética na escala de frequência THz. Estes detectores foram testados no Telescópio Submilimétrico Heinrich Hertz, o telescópio do Pólo Sul, no Receiver Lab Telescope, na APEX (Atacama Pathfinder Experiment) e atualmente está sendo testada nos instrumentos de HIFI nas placas do Observatório Espacial Herschel.[73]

Ligas metálicas com base de nióbio

A liga C-103 foi desenvolvida no início dos anos de 1960 pela Wah Chang Corporation e a Boeing. A DuPont, Union Carbide, General Electric e outras companhias deste setor industrial, simultaneamente, desenvolveram também as ligas metálicas baseadas em nióbio, incentivadas pela Guerra Fria e a Corrida Espacial . A sensibilidade do nióbio em contato com o oxigênio requisitava dos fabricantes a construção de um sistema a vácuo ou de atmosfera inerte, o que aumentava significativamente os custos e tornavam a produção mais complicada. Os processos de fabricação solda por difusão a vácuo e a fusão por feixe de elétrons, que eram as inovações na época, permitiram a aplicação de metais reativos como o nióbio. [74]

Numismática

O nióbio é utilizado como um metal precioso nas moedas comemorativas, apenas com prata ou ouro. Por exemplo, a Áustria produziu uma série de moedas de euro de prata e nióbio a partir de 2003, a cor destas moedas é criada pela difração da luz pelo uma fina camada de óxido produzido via anodização.[75] Em 2012, dez moedas estão disponíveis apresentando uma variedade de colores no centro da moeda: azul, verde, marrom, violeta, roxo ou amarelo. Além deste dois exemplos são das moedas austríacas de €25 de ouro e prata em comemoração aos 150 anos de inauguração da Via Férrea de Semmering,[76] e em 2006 as moedas de €25 em comemoração a inauguração do Galileo.[77] A casa da moeda da Áustria produziu para Latvia uma série de moedas similares a partir de 2004,[78] seguindo até 2007.[79] Em 2011, a casa da moeda canadense régia começou a produção de $5 das moedas de prata e nióbio nomeado de Hunter's Moon.[80]

Produção de aço

O nióbio é um elemento microligante eficiente para o aço. A adição de nióbio no aço causa a formação de carboneto de nióbio e o nitreto de nióbio dentro da estrutura do aço. Estes compostos melhoram o refinamento do grão, o retardo da recristalização e o endurecimento por precipitação do aço. Estes efeitos por sua vez aumentam a resistência, força, conformabilidade e soldabilidade das microligas de aço.[25] As microligações de aços inoxidáveis têm um teor de nióbio inferior a 0,1%.[81] Esta é uma liga importante no aço de alta resistência e baixa liga que é muito utilizado na indústria automobilística devido a sua grande resistência.[25] Estas ligas de nióbio são muitos fortes e às vezes são empregadas para a fabricação de oleodutos.[82][83]

Superligas

Image of the Apollo Service Module with the moon in the background
O bocal do foguete do Apollo 15 CSM na órbita lunar é feita de liga de nióbio-titânio.

Quantidades consideráveis do nióbio, seja ela em forma alotrópica ou na produção de ferronióbio e níquel-nióbio, são utilizadas em superligas de ferro, níquel e cobalto para a produção de componentes de motores a reação, nas turbinas a gás, subligações de foguetes, turbocompressores, resistências a calor e equipamentos de combustão. O nióbio precipita uma fase de γ'' na granulação da superliga.[84] As ligas contém cerca de 6,5% de nióbio.[81] Um exemplo de liga que contém nióbio é a liga niquelada do Inconel 718, que consiste de cerca de 50% de níquel, 18,6% de cromo, 18,5% ferro, 5% de nióbio, 3,1% molibdênio, 0,9% de titânio, e 0,4% de alumínio.[85][86] Estas superligas são utilizadas, por exemplo nos sistemas de purificação de ar utilizados no programa Gemini.

Uma liga utilizada para os bocais de propulsão dos foguetes de combustível líquido, em especial nos motores do Módulo Lunar Apollo, é a liga de nióbio C-103 que é composta de 89% de nióbio, 10% de háfnio e 1% de titânio.[74] Outra liga de nióbio foi utilizada nos bocais do Módulo de Comando e Serviço Apollo. Como o nióbio é oxidado sob temperaturas de 400 °C, um revestimento de proteção é necessário para evitar a possibilidade de tornar a liga quebradiça.[74]

Outras aplicações

  • Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de nêutrons termais.
  • Os selos arcos voltaicos de lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão são feitos de nióbio, ou nióbio com 1% de zircônio, pela similaridade do coeficiente térmico das cerâmicas sinterizadas de alumínio, um material translúcido que resiste às reações de redução ou ataques químicos pelo aquecimento do sódio líquido ou de seus vapores dentro da lâmpada.[87][88][89]
  • O nióbio se converte num supercondutor quando reduzido a temperaturas criogênicas. Na pressão atmosférica (e quando puro) , tem a mais alta temperatura crítica entre os elementos supercondutores de tipo I, 9.3 K. Além disso, é um elemento presente em ligas de supercondutores que são do tipo II (como o vanádio e o tecnécio), significando que atinge a temperatura crítica a temperaturas bem mais altas que os supercondutores de tipo I.
  • O nióbio metálico é também utilizado na solda por arco elétrico pela capacidade de quimicamente estável de aço inoxidável.[90]
  • Ele é conveniente como um material anódico nos sistemas de proteção catódica nos tanques de água, que são geralmente galvanizados de platina .[91][92]

Precauções

O nióbio não possui nenhum papel biológico conhecido. A poeira do elemento pode irritar os olhos e a pele e pode apresentar riscos de entrar em combustão. Porém em larga escala o elemento nióbio é fisiologicamente inerte (e portanto hipoalergênico) e inofensivo. Ele é frequentemente utilizado em jóias e tem sido testado em implantes médicos.[93][94]

Os compostos que contém nióbio são raramente encontrados, porém muitos deles são tóxicos e devem ser tratados com cuidado. A exposição de curta e longa exposição dos niobatos e os cloretos de nióbio têm sido testadas em ratos. Os ratos tratados com uma injeção de pentacloreto de nióbio ou os niobatos apresentam uma dose letal mediana (LD50) entre 10 e 100 mg/kg.[95][96][97] A toxicidade por via oral é baixa, apresentando após sete dias uma dose letal LD50 de 940 mg/kg LD50.[95]

Referências

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