Niobverbindungen

Niob ist Tantal und Zirkonium in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich. Es reagiert bei Raumtemperatur mit Fluor, bei 200 Grad mit Chlor und Wasserstoff und bei 400 Grad mit Stickstoff, wobei die Produkte im Allgemeinen interstitielle Verbindungen mit nicht ganzzahligem Verhältnis sind. Niobmetall oxidiert an der Luft bei 200 Grad und ist beständig gegen geschmolzene Basen und eine Vielzahl von Säuren, einschließlich Königswasser, Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure. Allerdings können Flusssäure und Mischungen aus Fluss- und Salpetersäure Niob angreifen.
Obwohl Niob eine Vielzahl von Verbindungen mit Oxidationsstufen von +5 bis -1 bilden kann, kommt es am häufigsten in der Oxidationsstufe +5 vor. Niobverbindungen mit Oxidationsstufen unter +5 enthalten Niob-Niob-Bindungen.

Oxide und Sulfide
Nioboxide können die folgenden Oxidationsstufen haben: +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) und +3 (Nb2O3) sowie den selteneren +2-Zustand (NbO). . Niobpentoxid ist das am häufigsten vorkommende Nioboxid, aus dem Niobmetall und alle Niobverbindungen hergestellt werden. Zur Herstellung von Niobaten kann Niobpentoxid in einer alkalischen Hydroxidlösung gelöst oder in einem Alkalimetalloxid geschmolzen werden. Lithiumniobat (LiNbO3) hat eine biodreieckige Kristallsystemstruktur vom Calcit-Typ, während Lanthanniobat isolierte NbO3--Ionen enthält. Zu den weiteren bekannten Verbindungen gehört Niobsulfid (NbS2), das eine Schichtstruktur bildet.
Durch chemische Gasphasenabscheidung oder Atomlagenabscheidung können dünne Schichten Niobpentoxid auf die Oberfläche des Materials aufgebracht werden. Beide Verfahren nutzen das Prinzip, dass sich Ethanol-Niob(V) oberhalb von 350 Grad thermisch zersetzt.
Halogenide
Niob kann Halogenide mit den Oxidationsstufen {{0}} und +4 sowie verschiedene unterstöchiometrische Verbindungen bilden. Niobpentahalogenid (NbX5) enthält ein oktaedrisches Niob-Zentralatom. Niobpentafluorid (NbF5) ist ein weißer Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 79,0 Grad, während Niobpentachlorid (NbCl5) eine gelbe Farbe mit einem Schmelzpunkt von 203,4 Grad hat. Beide können hydrolysiert werden, um Oxide und halogenierte Oxide wie NbOCl3 zu bilden. Niobpentachlorid ist auch ein flüchtiges Reagens, das bei der Synthese verschiedener metallorganischer Verbindungen verwendet wird, darunter Niobdichlorcen ((C5H5)2NbCl2). Organometallische Verbindungen. Die Tetrahalogenide des Niobs (NbX4) sind dunkle Polymere mit Niob-Niob-Bindungen, wie das schwarze, hygroskopische Niobtetrafluorid (NbF4) und das braune Niobtetrachlorid (NbCl4).
Es sind auch negative Halogenidionen von Niob vorhanden, da die Pentahalogenide von Niob allesamt Lewis-Säuren sind. Das wichtigste ist [NbF7], eine Zwischenverbindung im Prozess der Trennung der Mineralien Niob und Tantal. Es wird leichter in das Sauerstoffpentahalogenid umgewandelt als die entsprechende Tantalverbindung. Andere halogenierte Komplexe umfassen [NbCl6]:
Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6].
Niob bildet auch eine Vielzahl reduzierter Halogenidatomcluster, wie z. B. [Nb6Cl18].
Nitride und Karbide
Niobnitrid (NbN) wird bei niedrigen Temperaturen zum Supraleiter und wird in Infrarotdetektoren verwendet. Das vorherrschende Niobkarbid ist NbC, ein extrem hartes, feuerfestes Keramikmaterial, das als Material für Schneidwerkzeuge verwendet wird.