鎶的性质
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发布时间：2022-04-19 10:15
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时间：2023-10-03 15:46
铌是一种带光泽的灰色金属，具有顺磁性，属于元素周期表上的5族。高纯度铌金属的延展性较高，但会随杂质含量的增加而变硬。它的最外电子层排布和其他的5族元素非常不同。同样的现象也出现在前后的钌（44）、铑（45）和钯（46）元素上。[4] Z元素每层电子数23钒2, 8, 11, 241铌2, 8, 18, 12, 173钽2, 8, 18, 32, 11, 2105𨧀2, 8, 18, 32, 32, 11, 2（预测）[4]铌在低温状态下会呈现超导体性质。在标准大气压力下，它的临界温度为9.2K，是所有单质超导体中最高的。其磁穿透深度也是所有元素中最高的。铌是三种单质第II类超导体之一，其他两种分别为钒和锝。铌金属的纯度会大大影响其超导性质。[4]
铌对于热中子的捕获截面很低，因此在核工业上有相当的用处。[4] 铌金属在室温下长时间存留后，会变为蓝色。虽然它在单质状态下的熔点较高（2,468°C），但其密度却比其他难熔金属低。铌还能抵御各种侵蚀，并能形成介电氧化层。[4]
铌的电正性比位于其左边的锆元素低。其原子大小和位于其下方的钽元素原子几乎相同，这是镧系收缩效应所造成的。这使得铌的化学性质与钽非常相近。虽然它的抗腐蚀性没有钽这么高，但是它价格更低，也更为常见，所以在要求较低的情况下常用以代替钽，例如作化工厂化学物槽内涂层物料。[4] 主条目：铌的同位素。[4]
自然产生的铌由一种稳定同位素组成：Nb。截至2003年，已合成的放射性同位素共有至少32种，原子量在81和113之间。其中最稳定的是Nb，半衰期有3470万年；Nb是最不稳定的同位素之一，其半衰期估计只有30毫秒。比Nb更轻的同位素一般进行β衰变，比它重的则会进行β衰变。例外包括：Nb、Nb和Nb会进行少量β缓发质子发射，Nb会进行电子捕获和正电子发射，而Nb会同时进行正电子（β）和电子（β）发射。[4]
已知的同核异构体共有25种，质量数介乎84至104。这个质量区间内的同位素中，只有Nb、Nb和Nb不具有同核异构体。最稳定的铌同核异构体是Nb，半衰期为16.13年；最不稳定的是Nb，半衰期为103纳秒。除Nb进行少量电子捕获之外，所有同核异构体的衰变方式都是同核异构体转换或β衰变。[4] 根据估算，铌在地球地壳中的丰度为百万分之20，在所有元素中排列第33位。部份科学家认为，铌在整个地球中的含量更高，但因密度高而主要聚集在地核中。铌在自然界中不以纯态出现，而是和其他元素结合形成矿物。这些矿物一般也含有钽元素，例如钶铁矿（即铌铁矿，(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6）和钶钽铁矿（(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6）。含铌、钽的矿物通常是伟晶岩和碱性侵入岩中的副矿物。其他矿物还有钙、铀和钍以及稀土元素的铌酸盐，例如烧绿石（(Na,Ca)2Nb2O6(OH,F)）和黑稀金矿（(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6）等。这些大型铌矿藏出现在碳酸盐岩（一种碳酸盐、硅酸盐火成岩）附近，亦是烧绿石的组成成份。[4]
巴西和加拿大拥有最大的烧绿石矿藏。两国在1950年代发现这些矿藏，至今仍是铌精矿的最大产国。世界最大矿藏位于巴西米纳斯吉拉斯州阿拉沙的一处碳酸盐侵入岩地带，属于CBMM（巴西矿物冶金公司）；另一矿藏位于戈亚斯，属于英美资源，同样是碳酸盐侵入岩。以上两个矿场的产量占世界总产量的75%。第三大矿场位于加拿大魁北克省萨格奈附近，产量占世界7%。[4]
