Numéro atomique 41 · Métal de transition
Niobium Nb
Autres noms: Niobium
Le niobium est un métal de transition mou, gris et brillant. Un infime ajout à l'acier le rend bien plus résistant et tenace ; on le retrouve donc dans les pipelines, les carrosseries automobiles et les ponts. Il devient aussi supraconducteur à une température plus élevée que tout autre élément à pression normale, ce qui le rend indispensable aux appareils d'IRM et aux accélérateurs de particules.
Propriétés principales
| Numéro atomique | 41 |
|---|---|
| Masse atomique | 92.906 (Masse atomique standard abrégée CIAAW 2024) |
| Famille | Métal de transition |
| Groupe | 5 |
| Période | 5 |
| Bloc | d |
| État (25 °C, 1 atm) | Solide |
| Point de fusion | 2750 K (2476.8 °C) |
| Point d'ébullition | 5017 K (4743.9 °C) |
| Masse volumique | 8.57 g/cm³ |
| Électronégativité (Pauling) | 1.6 |
| Rayon atomique (van der Waals) | 207 pm |
| Première énergie d'ionisation | 6.759 eV |
| Affinité électronique | 0.893 eV |
| Degrés d'oxydation | +5, +3 |
| Découverte | 1801 |
Configuration électronique
- Abrégée
- [Kr]5s1 4d4
- Complète
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d4 5s1
- Électrons par couche
- 2 · 8 · 18 · 12 · 1
Diagramme des orbitales
Place dans le tableau
Découverte
En 1801, le chimiste anglais Charles Hatchett analysa un échantillon minéral venu d'Amérique du Nord et annonça un nouvel élément, qu'il appela columbium.
Un an plus tard, le tantale fut découvert en Suède, et les deux éléments se ressemblaient tant qu'en 1809 William Hyde Wollaston conclut qu'il s'agissait du même élément. La confusion dura jusqu'en 1844, lorsque le chimiste allemand Heinrich Rose démontra qu'il existait deux éléments distincts et donna à celui-ci un nouveau nom, niobium.
Christian Wilhelm Blomstrand prépara le métal pour la première fois en 1864. Pendant environ un siècle, les chimistes européens dirent niobium tandis que les métallurgistes américains continuaient à dire columbium, jusqu'à ce que l'Union internationale de chimie pure et appliquée adopte niobium comme nom officiel en 1949.
Origine du nom
Dans la mythologie grecque, Niobé est la fille de Tantale. Rose choisit ce nom pour refléter la relation inséparable de l'élément avec le tantale. Le symbole est Nb.
Principales utilisations
- Aciers faiblement alliés à haute résistance : l'ajout d'environ 0,1 % de niobium affine la structure du grain et donne un acier solide et tenace pour les pipelines, les carrosseries, les ponts et les charpentes. C'est l'essentiel de la consommation de niobium.
- Superalliages : le niobium améliore la résistance à haute température des pièces de moteurs d'avion et de fusée.
- Aimants supraconducteurs : le fil niobium–titane forme les aimants des IRM hospitalières et du Grand collisionneur de hadrons, tandis que le niobium–étain est employé là où des champs encore plus intenses sont nécessaires. Le niobium pur est façonné en cavités radiofréquence supraconductrices pour les accélérateurs.
- Bijouterie : le niobium provoque rarement des allergies et peut être anodisé en une gamme de couleurs vives.
Isotopes
Le niobium possède un seul isotope stable, le niobium 93. Le niobium 95, radioactif, de demi-vie d'environ 35 jours, est un produit de fission mesuré lors de la surveillance environnementale autour des installations nucléaires, et le niobium 94 est un produit d'activation à vie longue, avec une demi-vie de plusieurs dizaines de milliers d'années.
Dans la vie quotidienne
Le niobium est extrait des minerais de pyrochlore et de columbite. L'approvisionnement est extrêmement concentré : environ 90 % du niobium mondial vient du Brésil, avant tout d'une mine proche d'Araxá, dans le Minas Gerais.
Il se cache dans l'acier des voitures et des bâtiments et dans les aimants des appareils d'IRM hospitaliers. Comme le métal est biologiquement inerte, il sert pour les bijoux de piercing et certains implants médicaux.
Bon à savoir
- Le niobium est supraconducteur en dessous d'environ 9,2 K, la température de transition la plus élevée de tous les éléments à pression normale.
- Comme le père et la fille de la mythologie, le tantale et le niobium se trouvent presque toujours ensemble dans les minerais.
- Le niobium anodisé apparaît bleu, violet ou doré selon l'épaisseur de sa couche d'oxyde.
Même groupe (5)
Sources des données · Propriétés : PubChem Periodic Table (données publiques NIH/NLM, États-Unis) · Masses atomiques : masses atomiques standard abrégées CIAAW 2024 · Noms : Wikidata (CC0) ; les noms coréens suivent la Société coréenne de chimie. Consulté le 2026-09-23.