مفهوم النيوبيوم
النيوبيوم: هو عنصر من العناصر الكيميائيّة، نادر الانتشار والوجود، يُرمز له بالرمز”Nb”، عدده الذريّ يساوي”41″، يقع في الجدول الدوريّ ضمن عناصر المجموعة الخامسة والدورة الخامسة، يتبع في تصنيفه إلى الفلزات الإنتقالية.
تم اكتشاف هذا العنصر منذ ملايين السنين، كان يعرف في بداية اكتشافه باسم كولومبيوم، يمتلك النيوبيوم عنصراً رئيسيّاً خاص به يسمّى” الكولومبيت”، إضافةً إلى ذلك فقد تتشابه خصائص النيوبيوم الفيزيائيّة والكيميائيّة مع خصائص عنصر التنتاليوم بشكل يجعل التفريق بينهم أمراً في غاية الصعوبة.
يمتلك النيوبيوم مجموعة من النظائر المُشعة والتي تتفاوت في مقدار كُتلها الذريّة، كما أنّه يحتوي على نظيراً واحداً ثابتاً وهو نظير النيوبيوم”93″، أمّا أكثر النظائر استقراراً فهو نظير النيوبيوم”92″ والذي يبلغ عمر النصف له حوالي سنة، في حين يُعتبر النظير”113″، أقل النظائر استقراراً.
يمتلك النيوبيوم عدداً من المُركبات والتي تتشابه في خصائصها مع مركبات كل من الزركونيوم والتيتانيوم، علاوةً على ذلك فإنّ هناك عدداً من المُركبات يتم تكوينها عن طريق القيام بعمليّة ذوبان لبعض من المعادن القلوية، ومن أشهر هذه المركبات هي الهاليدات والنيتريدات.
يمتاز هذا العنصر بلونهِ الأبيض اللامع والذي قد يتغيّر نتيجة ظهور طبقه رقيقة على سطحه وذلك عند تعرُّضه المباشر للهواء ليظهر بواحد من الألوان التالية: الأصفر أو الأخضر أو الأزرق.
إنتاج النيوبيوم
يتم الحصول على هذا المعدن عن طريق القيام بعملية فصله عن باقي المعادن التي يرتبط بها؛ الأمر الذي يسمح بتكوُّن خليط من أكاسيد التتاليوم التي تتفاعل بشكل سريع مع حمض الهيدروفلوريك حتى تتم عملية المُعالجة بشكل مباشر.
هذا وقد يتم اللجوء إلى عملية التحليل الكهربائي لإنتاح هذا العنصر، حيث يتم من خلال هذه الطريقة الحصول على أكبر درجة نقاء للنيوبيوم، إضافةً إلى ذلك فمن المُمكن أن يتم إضافة بعض من المؤكسدات ولكن بكميّات قليلة؛ حتى يتم تكوين وإنتاج أكسيد الفورونيوبيوم.
أماكن تواجد النيوبيوم
ينتشر النيوبيوم في العديد من دول ومناطق العالم، حيث تُعتبر البرازيل من أكبر الدول التي تقوم بإنتاجه، كما أنّ النيوبيوم يحتل المرتبة الثالثة والثلاثون من بين العناصر من ناحية توافره على سطح القشرة الأرضيّة بالأخص تواجده في لبِّ الأرض؛ وذلك نظراً لكثافته العالية.
هذا وقد يتم العثور على النيوبيوم بنسب وكميّات مُتفاوتة في كل من كندا وروسيا وأمريكا، حيث تقوم هذه الدول بإنتاج كميّات كبيرة من النيوبيوم، إضافةً إلى تواجده في كل من نيجيريا وأستراليا وكولومبيا.
على الرَّغم من انتشار عنصر النيوبيوم في الطبيعة إلّا أنّه لا يمكن العثور عليه حرّاً بل يكون مُرتبطاً مع مجموعة من المعادن المُختلفة، إضافةً إلى ذلك فقد يتركَّز هذا العنصر بشكلٍ كبير في تركيب الصخور القلوية.
خصائص النيوبيوم
- يُعتبر النيوبيوم من العناصر اللامعة والتي تظهر باللون الرماديّ المميز.
- يمتاز بقدرته على فقد كميات قليلة من الإلكترونات مُقارنة بباقي العناصر.
- موصل جيد للحرارة والكهرباء.
- يمتلك النيوبيوم درجات حرارة أعلى بكثير من درجات حرارة العديد من الموصلات.
- يُعدّ النيوبيوم واحداً من أهم وأكثر العناصر فائقة التوصيل حيث تعتمد هذه الخاصية بشكلٍ رئيسيّ على درجة نقاء معدن النيوبيوم.
- قابل للسحب والطرق.
- يمتاز بلونه الأزرق الذي يظهر نتيجة تعرُّضه للهواء بشكل مباشر.
- يمتاز النيوبيوم بكثافته المُنخفضة مُقارنة بباقي العناصر الأخرى.
- يمتاز بقدرته العالية على مقاومة التآكل.
- يمتاز بانخفاض تكلفته وأسعاره؛ الأمر الذي يجعل الطلب عليه يزداد بشكل مستمر.
- يمتاز بصلابته العالية.
- قابل للذوبان في الماء.
استخدامات النيوبيوم
- يتم استخدامه في الصناعات النوويّة.
- تمَّ استخدامه بشكل كبير في صناعة المصابيح المُتوهجة.
- يدخل في عمليات إنتاج التيار الكهربائي وصناعة المجالات المغناطيسية.
- يُستخدم في صناعة العديد من الآلات والأدوات التي تعتمد في تشغليها على الطاقة الكهربائية.
- يدخل في إنتاج كابلات الكهرباء.
- يُستخدم في صناعة العديد من السبائك التي تُستخدم في محركات الطائرات والصواريخ.
- يدخل في عمليّات اللحام وصناعة الإلكترونيات والبصريات إلى جانب استخدامه في صناعة بعض أنواع المجوهرات.
- يتمُّ استخدامه في عمليات التصوير بالرنين المغناطيسيّ.
- يتم استخدام كميات كبيرة من هذا العنصر في عمليّات إنتاج الهياكل الفولاذيّة والتي تمتاز بجودتها العالية.
- يدخل بنسب قليلة في صناعة الهواتف النقَّالة والمؤثرات البصرية.
- يتم استخدامه في صناعة العديد من الأجهزة الطبية خاصّةً أجهزة ضبط نبضات القلب.
- يُعتبر النيوبيوم من المعادن القيّمة والثمينة والتي يتم استخدامها في صناعة العملات التذكارية إلى جانب العملات المعدنية.
- يدخل النيوبيوم في صناعة السِّكك الحديدية.
احتياطات الأمان
على الرغم من انتشار عنصر النيوبيوم وكثرة استخدامه إلَّا أنّ له أضراراً خطيرة، لذلك يُنصح بأخذ الحيطة والحذر عند استخدامه، حيث أنّ التعرُّض المباشر ولفترات طويلة لهذا العنصر تُلحق الأذى بالعين والجلد.
إضافةً إلى ذلك فقد يعد النيوبيوم من العناصر الخاملة بشكلٍ والتي لها أضرار ومخاطر مُعينة، ولكن غبار هذا العنصر هو الأكثر ضرراً حيث أنّه يُسبِّب العديد من المشاكل والآثار السلبية.
كما أنّ هناك بعض من أنواع مركبات هذا العنصر تُشكِّل خطراً كبيراً خاصّةً على المحاصيل الزراعية باعتبارها عناصر سامّة ومؤذية لذلك يجب التعامل معها بعناية وحذر شديدين.
