Composés de niobium

Le niobium est à bien des égards très similaire au tantale et au zirconium. Il réagira avec le fluor à température ambiante, avec le chlore et l'hydrogène à 200 degrés et avec l'azote à 400 degrés, les produits étant généralement des composés interstitiels à rapport non entier. Le niobium métallique s'oxyde dans l'air à 200 degrés et résiste aux bases fondues et à une variété d'acides, notamment l'eau régale, les acides chlorhydrique, sulfurique, nitrique et phosphorique. Cependant, l'acide fluorhydrique et les mélanges d'acides fluorhydrique et nitrique peuvent attaquer le niobium.
Bien que le niobium puisse former une variété de composés avec des états d'oxydation allant de +5 à -1, on le trouve le plus souvent à l'état d'oxydation +5. Les composés de niobium dont les états d'oxydation sont inférieurs à +5 contiennent des liaisons niobium-niobium.

Oxydes et sulfures
Les oxydes de niobium peuvent avoir les états d'oxydation suivants : +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) et +3 (Nb2O3), plus l'état plus rare +2 (NbO). . Le pentoxyde de niobium est l'oxyde de niobium le plus courant à partir duquel le niobium métallique et tous les composés du niobium sont préparés. Pour fabriquer des niobates, le pentoxyde de niobium peut être dissous dans une solution d'hydroxyde alcalin ou fondu dans un oxyde de métal alcalin. Le niobate de lithium (LiNbO3) a une structure de système cristallin biotriangulaire de type calcite, tandis que le niobate de lanthane contient des ions NbO3- isolés. D'autres composés connus incluent le sulfure de niobium (NbS2), qui forme une structure en couches.
De fines couches de pentoxyde de niobium peuvent être ajoutées à la surface du matériau par dépôt chimique en phase vapeur ou par dépôt de couche atomique, tous deux utilisant le principe selon lequel l'éthanol niobium (V) se décompose thermiquement au-dessus de 350 degrés.
Halogènes
Le niobium peut former des halogénures avec des états d'oxydation {{0}} et +4, ainsi que divers composés sous-stoechiométriques. Le pentahalogénure de niobium (NbX5) contient un atome central octaédrique de niobium. Le pentafluorure de niobium (NbF5) est un solide blanc avec un point de fusion de 79,0 degrés, tandis que le pentachlorure de niobium (NbCl5) est de couleur jaune avec un point de fusion de 203,4 degrés. Les deux peuvent être hydrolysés pour former des oxydes et des oxydes halogénés tels que NbOCl3. Le pentachlorure de niobium est également un réactif volatil utilisé dans la synthèse de divers composés organométalliques, notamment le dichlorocène de niobium ((C5H5)2NbCl2). Composés organométalliques. Les tétrahalogénures de niobium (NbX4) sont des polymères foncés contenant des liaisons niobium-niobium, comme le tétrafluorure de niobium noir et hygroscopique (NbF4) et le tétrachlorure de niobium brun (NbCl4).
Des ions halogénures négatifs du niobium sont également présents, du fait que les pentahalogénures du niobium sont tous des acides de Lewis. Le plus important est le [NbF7], qui est un composé intermédiaire dans le processus de séparation des minéraux du niobium et du tantale. Il est plus facilement converti en pentahalogénure d’oxygène qu’en composé de tantale correspondant. D'autres complexes halogénés comprennent [NbCl6] :
Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6].
Le niobium forme également une variété d'amas d'atomes d'halogénures réduits, tels que [Nb6Cl18].
Nitrures et carbures
Le nitrure de niobium (NbN) devient supraconducteur à basse température et est utilisé dans les détecteurs infrarouges. Le carbure de niobium prédominant est le NbC, qui est extrêmement dur, un matériau céramique réfractaire, et est utilisé comme matériau de foret pour outils de coupe.