化学原子・元素無機物質理科

ニオブとは一体何?用途や特徴・毒性・希少性・合金も現役研究員が5分で解説!

よぉ、桜木建二だ。今回は「ニオブ」という元素について解説していくぞ。オスミウムは知名度が低い元素ではあるが、とても優れた特徴を持つ希少な金属だ。ニオブにしかできないこと、代替がない重要な物質と言えるだろう。この記事では、ニオブの特徴、利用例等を化学に詳しいライターY.oBと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/Y.oB(よぶ)

大学・大学院と合成化学を専攻した後、化学メーカーで研究職として勤務。大学から現在まで化学に携わってきた元素に詳しいライター。

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ニオブとは何?

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ニオブという元素をご存じでしょうか?この元素は理科や高校化学でもほとんど紹介されないほど影が薄い存在です。しかしながら、ニオブは特定の分野ではなくてはならない存在であり、皆さんの生活を支える縁の下の力持ちでもあります。

この章ではニオブについて、特徴や性質について学んでいきましょう。

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ニオブの特徴

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原子番号41、元素記号Nbの希少金属の一つ。柔らかく灰色で結晶質の延性のある遷移金属でもあり、パイロクロアやコルンブ石といった鉱物としてしばしば産出されています。

ニオブという名前はギリシア神話のニオベーが由来です。ニオベーはタンタロス(タンタルの語源)の娘ですが、タンタルとニオブが物理的・化学的に非常によく似ており、区別を付けづらいという特徴が反映されています。

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ニオブの物理的な性質とは?

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ニオブは光沢のある灰色で、展延性を持ち、常磁性を持った周期表の第5族に属する金属です。最外殻電子の配置は第5族としては変則的になっています。また、重要な性質として、ニオブは極低温において超伝導になる事です。

超伝導とは特定の金属を冷やしていくと電気抵抗が急激に0になる現象。ニオブは極低温ではあるが、大気圧下、最も高い臨界温度で超伝導になります。さらに、ニオブは第2種超伝導体(常伝導と超伝導の中間相)です。これはバナジウムおよびテクネチウムと並んで、3つだけしか存在しません。

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ニオブの化学的な性質とは?

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室温で長期間空気にさらされると、青色に呈色します。元素としては高い融点(2,468℃)を持ちますが、比較的密度は小さい。また、腐食耐性が高く、超伝導特性があり、誘電酸化物層を形成します。

ニオブの大きさは原子番号が1つ小さいジルコニウムに比べると、わずかに小さく、タンタルとほとんど同じ大きさです。結果、ニオブの化学的、物理的特性は周期表上での直下にあるタンタルととてもよく似ています。希少金属の一つですが、価格が安く豊富に入手可能

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