Важнейшие соединения ниобия.

Соединения одновалентного ниобия.

Оксид ниобия (I) Nb2O. Черные гексагональные кристалл. Плотность равна 8,08 г/см3 [2]. Получают восстановлением Nb2O5 водородом при 1700°С в течение 44 часов.

Соединения двухвалентного ниобия.

Оксид ниобия (II) NbO. Октаэдрические черные кристаллы (плотность равна 7,30 г/см3 [2]) или черный порошок (плотность равна 6,3 г/см3 [2]). tпл=1935°С. Растворяется в HF и HCl. Окисляется при нагревании на воздухе, в кислороде или хлоре. Получают пропусканием паров NbOCl3 или NbOF3 над магниевой проволокой, восстановлением соли K2[NbOF5] натрием или калием, восстановлением Nb2O5 водородом.

Соединения трехвалентного ниобия.

Оксид ниобия (III) Nb2O3. Черно-синий порошок. tпл=1775°С [2]. Мало растворим во всех кислотах (кроме плавиковой), царской водке и щелочах. Окисляется до Nb2O5 на воздухе при повышенной температуре. Получают восстановлением Nb2O5 водородом при 1250оС или магнием при легком нагревании.

Фторид ниобия (III) NbF3. Парамагнитные синие кубические кристаллы. Плотность равна 4,02 г/см3 [2]. Сублимируется в вакууме начиная с 570°С. Очень устойчив на воздухе. Превращается в Nb2O5 при прокаливании на воздухе или в кислороде. Получают действием смеси водорода и плавиковой кислоты на гидрид ниобия при 570оС.

Хлорид ниобия (III) NbCl3. Слабо летучие черные кристаллы. Не взаимодействуют с водой. Превращается в NbОCl3 при нагревании на воздухе или в кислороде. Разлагается на NbCl5 и металлический ниобий при нагревании до 1000оС.

Бромид ниобия (III) NbBr3. Черный порошок, который очищается сублимацией в вакууме примерно при 400оС. Разлагается при нагревании до 925оС. Гидролизуется водой. Получают восстановлением NbBr5 водородом при 500оС.

Соединения четырехвалентного ниобия.

Оксид ниобия (IV) NbO2. Черно-синий блестящий порошок (кубическая структура кристаллов). tпл=2080°С. Плохо растворим в кислотах или щелочах. Обладает восстановительным характером. Окисляется до Nb2O5 на воздухе при повышенной температуре, не взаимодействует с водой, восстанавливается водородом при температуре выше 1300оС, вступает в реакцию с хлором, нитритом, сульфитом и сульфатом натрия. Получают восстановлением Nb2O5 водородом при температуре около 1200оС, восстановлением порошкообразного Nb2O5 в смеси с парафином и углем при 1700оС.

Хлорид ниобия (IV) NbCl4. Хлорид ниобия (IV) NbCl4. Коричневые иглы, устойчивые при обычной температуре и сухом воздухе. Разлагается во влажном воздухе или при нагревании. Растворяется в воде без доступа воздуха. Получают действием хлора на нагретый до 450оС металлический ниобий и металлотермическим восстановлением NbCl5 металлическим ниобием, железом или алюминием.

Соединения пятивалентного ниобия.

Оксид ниобия (V) Nb2O5. Две диамагнитные бесцветные кристаллические модификации (a-Nb2O5 – ромбическая и b -Nb2O5 – тетрагональная) и в виде белого порошока (желтеющего при нагревании). tпл=1490°С, плотность равна 4,46 г/см3 [2]. Проявляет амфотерные свойства. Мало растворим в воде, кислотах и щелочах. При повышенной температуре взаимодействует хлороводородом или фтороводородом. Получают сжиганием ниобия в кислороде, прокаливанием на воздухе гидрида, нитрида, карбида ниобия или низших оксидов ниобия, а также дегидратацией ниобиевой кислоты.

Фторид ниобия (V) NbF5. Двупреломляющие гигроскопичные бесцветные кристаллы. tпл=80°С, tкип=235°С, плотность равна 3,29 г/см3 [2]. Растворяется в этиловом спирте, уксусной кислоте, эфире, толуоле, концентрированных серной, хлороводородной, азотной кислотах. Разлагается водой. Разъедает при нагревании поверхность металлов (железа, меди, олова, цинка, свинца, серебра). Получают прямым взаимодействием элементов при 250-300°С или нагреванием пентахлорида ниобия с безводной плавиковой кислотой.

Хлорид ниобия (V) NbCl5. Желтые игольчатые кристаллы (с тригональной бипирамидальной структурой). tпл=205°С, tкип=254°С, плотность равна 2,75 г/см3 [2]. Растворяется в тетрахлорметане, сероуглероде, серной кислоте, хлороводородной кислоте, спирте, эфире, хлороформе, уксусной кислоте. Гидролизуется водой. Получают прямым взаимодействием элементов, а также нагреванием смеси Nb2O5 с углем в токе хлора.

Бромид ниобия (V) NbBr5. Гигроскопичные пурпурно-красные призмы. tпл=268°С, tкип=362°С. Переходит в газообразное состояние без разложения в токе СО2, дымит на воздухе. Растворяется в абсолютном спирте, эфире. Гидролизуется водой. Получают прямым взаимодействием элементов при 450-500оС, действием паров брома на смесь Nb2O5 с углем или нагреванием S2Br2 с Nb2O5.

Окситрихлорид ниобия (V) NbOCl3. Шелковистые бесцветные игольчатые кристаллы. При нагревании превращается в Nb2O5. Растворяется в серной кислоте, концентрированной хлороводородной кислоте, спирте, эфире. Гидролизуется водой. Получают гидролизом NbCl5, действием CCl4 или S2Cl2 на Nb2O5, нагреванием смеси Nb2O5 с углем в токе хлора.

Окситрибромид ниобия (V) NbOBr3. Нелетучее желтое твердое вещество. разлагается на воздухе. Растворяется в абсолютном спирте и безводном C2H5Br. Гидролизуется во влажном воздухе и в воде. Получают гидролизом NbBr5 или пропусканием паров брома над предварительно нагретой смесью Nb2O5 с углем.