நையோபியம் பெண்டாக்சைடு

கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிப்பீடியாவில் இருந்து.
Jump to navigation Jump to search
நையோபியம் பெண்டாக்சைடு
Kristallstruktur Niob(V)-oxid.png
பெயர்கள்
ஐயூபிஏசி பெயர்
நையோபியம்(V) ஆக்சைடு
வேறு பெயர்கள்
நையோபியம் பெண்டாக்சைடு
இனங்காட்டிகள்
1313-96-8 Yes check.svgY
யேமல் -3D படிமங்கள் Image
பப்கெம் 123105
பண்புகள்
Nb2O5
வாய்ப்பாட்டு எடை 265.81 கி/மோல்
தோற்றம் வெண்மை, செங்கோண படிகத் திண்மம்
அடர்த்தி 4.60 கி/செ.மீ3
உருகுநிலை
கரையாது
கரைதிறன் ஐதரோபுளோரிக் அமிலத்தில் கரையும்
மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும்
பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும்.
 N verify (இதுYes check.svgY/N?)
Infobox references

நையோபியம் பெண்டாக்சைடு (Niobium pentoxide) என்பது Nb2O5. என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். நிறமற்றதாகவும் கரையாத திண்மமாகவும் கிட்டத்தட்ட நன்கு வினைபுரியாத வேதிப்பொருளாகவும் இது காணப்படுகிறது. நையோபியம் தனிமத்திலிருந்து தயாரிக்கப்படும் அனைத்து பொருட்களையும் தயாரிக்க உதவும் முன்னோடிச் சேர்மம் நையோபியம் பெண்டாக்சைடாகும். கலப்புலோகங்கள் உருவாக்குவது இதன் முதன்மையான பயனாகும். மிந்தேக்கிகள் தயாரித்தல், இகித்தியம் நையோபேட்டு மற்றும் ஒளியியல் கண்ணாடிகள் தயாரிப்பு உள்ளிட்ட சில சிறப்பு பயன்பாடுகளும் இதற்கு உண்டு [1].

கட்டமைப்பு[தொகு]

நையோபியம் பெண்டாக்சைடு பல பல்லுருவ வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளது. இவை அனைத்தும் பெரும்பாலும் எண்முக வடிவில் ஒருங்கிணைந்த நையோபியம் அணுக்களை அடிப்படையாகக் கொண்டவையாகும் [2][3]. இப் பல்லுருவங்கள் அனைத்தும் பல்வேறு முன்னொட்டுகளால் அடையாளம் காணப்படுகின்றன [2][3]. H-Nb2O5 என்ற வாய்ப்பாடு கொண்ட ஒற்றைச்சாய்வு வகை பல்லுருவம் மிகப் பொதுவாக காணப்படும் நையோபியம் பெண்டாக்சைடு ஆகும். இவ்வடிவம் சிக்கலான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இக்கட்டமைப்பில் ஓர் அலகு கூடு 28 நையோபியம் அணுக்கள் மற்றும் 70 ஆக்சிசன் அணுக்களை கொண்டிருக்கிறது. 27 நையோபியம் அணுக்கள் எண்முக வடிவிலும் ஒரு நையோபியம் அணு நான்முக வடிவிலும் ஒருங்கிணைந்துள்ளன [4]. நன்கு வரையறுக்கப்படாத திண்ம நீரேற்று (Nb2O5.nH2O) ஒன்றும் அறியப்படுகிறது. முன்னதாக கூலும்பிக் அமிலம் என்று அழைக்கப்பட்ட நையோபிக் அமிலம் நையோபியம் பெண்டாகுளோரைடு அல்லது ஐதரசன் புளோரைடில் கரைக்கப்பட்ட நையோபியம் பெண்டாக்சைடு கார கரைசலை நீராற்பகுத்து தயாரிக்கப்படுகிறது [5] உருகிய நையோபியம் பெண்டாக்சைடு படிகநிலை பெண்டாக்சைடைக்காட்டிலும் ஒருங்கிணைவு என்களைக்காட்டிலும் குறைவான எண்ணிக்கையை கொண்டுள்ளது. இவை பெரும்பாலும் NbO5 மற்றும் NbO6 பன்முகத் தோற்றங்களில் கட்டமைப்பை கொண்டுள்ல்ளன [6].

தயாரிப்பு[தொகு]

கார-உலோக நையோபேட்டுகள் , ஆல்காக்சைடுகள் மற்றும் புளோரைடுகளை காரத்தை பயன்படுத்தி நீராற்பகுப்பு செய்து நையோபியம் பெண்டாக்சைடு தயாரிக்கப்படுகிறது. இத்தகைய வெளிப்படையான எளிய நடைமுறைகள் மூலம் கிடைக்கும் நீரேற்றுகள் காற்றில் எரிக்கப்பட்டு இது தயாரிக்கப்படுகிறது.

பிற தயாரிப்பு முறைகள்[தொகு]

Nb2O5 என்பது நையோபியத்தின் மிகவும் பொதுவான மற்றும் வலுவான சேர்மம் என்பதால் நடைமுறையில் ஆச்சர்யமூட்டக்கூடிய பல தயாரிப்பு வகைகள் உள்ளன. நையோபியம் உலோகம் காற்றில் ஆக்சிசனேற்றம் செய்யப்பட்டால் Nb2O5 உருவாகிறது [7]. நையோபியம் டையாக்சைடு NbO2 ஆக்சிசனேற்றம் செய்யப்பட்டால் L-Nb2O5 என்ற பல்லுருவ ஆக்சைடு உருவாக்குகிறது [8]. தூய Nb2O5 சேர்மத்தை NbCl5 இன் நீராற்பகுப்பு மூலமும் தயாரிக்கலாம் [9]

2 NbCl5 + 5 H2O → Nb2O5 + 10 HCl:

அசிட்டிக் அமிலத்தின் முன்னிலையில் நையோபியம் ஆல்காக்சைடுகளை நீராற்பகுத்து தொடர்ந்து காற்றில் எரித்து கரைசல்-கூழ்ம நுணுக்கங்களை பயன்படுத்தி நையோபியம் பெண்டாக்சைடு T-Nb2O5.[10] தயாரிக்கப்படுகிறது. NbCl5 சேர்மத்தை இலித்தியம் ஐதரைடு சேர்மத்தை உபயோகித்து ஒடுக்கும் வினைக்கு உட்படுத்தி தொடர்ந்து காற்றில் ஆக்சிசனேற்றம் செய்தால் மீநுண்துகள் நிலை நையோபியம் பெண்டாக்சைடு உருவாகிறது.

வினைகள்[தொகு]

Nb2O5 ஐதரசன் புளோரைடால் பாதிக்கப்படுகிறது. உருகிய காரத்தில் கரைகிறது.[5][7]

உலோகமாக ஒடுக்கமடைதல்[தொகு]

தொழில்முறையில் நையோபியம் உலோகம் Nb2O5 சேர்மத்திலிருந்துதான் தயாரிக்கப்படுகிறது. 1980 களில் ஆண்டுக்கு 15,000,000&nbsp கிலோகிராம் Nb2O5 ஒடுக்கப்பட்டு நையோபியம் உலோகம் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது..[11]. அலுமினியத்தைப் பயன்படுத்தி இந்த ஆக்சைடை ஒடுக்கும் முறை பிரதானமான தயாரிப்பு முறையாகும்.:

3 Nb2O5 + 10 Al → 6 Nb + 5 Al2O3

கார்போ வெப்ப ஒடுக்க முறையில் கார்பனை பயன்படுத்தி ஒடுக்கம் செய்து இரண்டு நிலை பால்கே செயல்முறையில் உலோகம் தயாரிக்கப்படுகிறது, நடைமுறையில் இம்முறை அதிமாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை:[12][13]

Nb2O5 + 7 C → 2 NbC + 5 CO (வெற்றிடத்தில் 1800 ° செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு சூடுபடுத்தப்படுகிறது.)
5 NbC + Nb2O5 → 7 Nb + 5 CO

ஆலைடுகளாக மாற்றம்[தொகு]

Nb2O5 சேர்மத்தை ஆலைடுகளாக மாற்ற பலவழிமுறைகள் அறியப்படுகின்றன. நிறைவு பெறாத வினைகள் ஆக்சி ஆலைடுகளை கொடுக்கும் என்பதுதான் இதிலுள்ள சிக்கலாகும். ஆய்வகத்தில் இம்மாற்றம் தயோனைல் குளோரைடைப் பயன்படுத்தி நிகழ்த்தப்படுகிறது:[14]

Nb2O5 + 5 SOCl2 → 2 NbCl5 + 5 SO2

Nb2O5 கார்பன் டெட்ராகுளோரைடுடன் வினைபுரிந்து நையோபியம் ஆக்சி குளோரைடு (NbOCl3) உருவாகிறது..

நையோபேட்டுகளாக மாற்றம்[தொகு]

நீர்த்த சோடியம் ஐதராக்சைடுடன் Nb2O5 சேர்மத்தை சேர்த்து 200 °செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு சூடுபடுத்தினால் படிக வடிவ சோடியம் நையோபேட்டு (NaNbO3) உருவாகிறது. இதுவே பொட்டாசியம் ஐதராக்சைடுடன் வினைபுரிந்தால் கரையக்கூடிய எக்சா நையோபேட்டு உருவாகிறது Nb
6
O8−
19
.[15] Lithium niobates such as LiNbO3 and Li3NbO4 போன்ற இலித்தியம் நையோபேட்டுகளை இலித்தியம் கார்பனேட்டுடன் Nb2O5. வினைபுரிவதால் உருவாகிறது.[16][17].

ஒடுங்கிய நையோபியம் ஆக்சைடுகளாக மாற்றம்[தொகு]

H2 உடன் உயர் வெப்பநிலை ஒடுக்கத்திற்கு உட்படுத்தினால் NbO2கிடைக்கிறது:[7]

Nb2O5 + H2 → 2 NbO2 + H2O

மின் உலையைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு ஆக்சிசனேற்ற எண்களைக் கொண்ட ஒரே தனிமத்தின் இரண்டு வினைபடுபொருள்கள் வினைபுரிந்து அதே ஆக்சிசனேற்ற எண்களாக விகிதசமமாதல் எனப்படும் முறையில் நையோபியம் மோனாக்சைடு உருவாகிறது:[18]

Nb2O5 + 3Nb → 5 NbO

மேற்கண்ட அதே வழிமுறையில் பர்கண்டி எனப்படும் மதுவகையின் நிறத்திலுள்ள நையோபியம்(III) ஆக்சைடு தயாரிக்கப்படுகிறது. இது மீக்கடத்தும் ஆக்சைடு வகைகளில் ஒன்றாகும்.:[17]

Li3NbO4 + 2 NbO → 3 LiNbO2

பயன்கள்[தொகு]

நையோபியம் உலோகத்தை தயாரிக்கப் பயன்படுவதுதான் நையோபியம் பெண்டாக்சைடின் முக்கியமான பயனாகும்,[11] but specialized applications exist for lithium niobate and as a component of optical glass.[1]

மேற்கோள்கள்[தொகு]

  1. 1.0 1.1 Francois Cardarelli (2008) Materials Handbook Springer London ISBN 978-1-84628-668-1
  2. 2.0 2.1 C. Nico (2011). "Sintered NbO powders for electronic device applications". The Journal of Physical Chemistry C 115 (11): 4879–4886. doi:10.1021/jp110672u. 
  3. 3.0 3.1 Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  4. The crystal structure of the high temperature form of niobium pentoxide B. M. Gatehouse and A. D. Wadsley Acta Crystallogr. (1964). 17, 1545-1554 எஆசு:10.1107/S0365110X6400384X
  5. 5.0 5.1 D.A. Bayot and M.M. Devillers, Precursors routes for the preparation of Nb based multimetallic oxides in Progress in Solid State Chemistry Research, Arte M. Newman, Ronald W. Buckley, (2007),Nova Publishers, ISBN 1-60021-313-8
  6. Alderman, O. L. G. Benmore, C. J. Neuefeind, J. C. Coillet, E Mermet, Alain Martinez, V. Tamalonis, A. Weber, J. K. R. (2018). "Amorphous tantala and its relationship with the molten state". Physical Review Materials 2 (4): 043602. https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.043602. 
  7. 7.0 7.1 7.2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ). Butterworth-Heinemann. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0080379419. 
  8. Electrical properties of NbO2 and Nb2O5 at elevated temperature in air and flowing argon, G. C. Vezzoli Phys. Rev. B 26, 3954 - 3957 (1982)எஆசு:10.1103/PhysRevB.26.3954
  9. Process for the manufacture of niobium pentoxide or tantalum pentoxide, Kern, Therwil, Jacob, Hooper (CIBA Switzerland), US Patent number: 3133788, (1964)
  10. Sol-gel route to niobium pentoxide, P Griesmar, G Papin, C Sanchez, J Livage - Chem. Mater.; 1991; 3(2); 335-339 எஆசு:10.1021/cm00014a026
  11. 11.0 11.1 Joachim Eckert, Hermann C. Starck "Niobium and Niobium Compounds" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. எஆசு:10.1002/14356007.a17_251
  12. Alan E. Comyns (1999) Encyclopedic Dictionary of Named Processes in Chemical Technology CRC Press, ISBN 0-8493-1205-1
  13. U.S. Environmental Protection Agency, Development Document for Effluent Limitations, Guidelines and Standards for the Nonferrous Metals Manufacturing Point Source Category, Volume VIII, Office of Water Regulations and Standards, May 1989
  14. D. Brown "Niobium(V) Chloride and Hexachloroniobates(V)" Inorganic Syntheses, 1957 Volume 9, pp. 88–92.எஆசு:10.1002/9780470132401.ch24
  15. Studies on the hydrothermal synthesis of niobium oxides, I.C. M. S. Santos, L. H. Loureiro, M. F. P. Silva and Ana M. V. Cavaleiro, Polyhedron, 21, 20, (2002), 2009-2015, எஆசு:10.1016/S0277-5387(02)01136-1
  16. US Patent 5482001 - Process for producing lithium niobate single crystal,1996, Katoono T., Tominaga H.,
  17. 17.0 17.1 Margret J. Geselbracht, Angelica M. Stacy, "Lithium Niobium Oxide: LiNbo2 and Superconducting LiXNbO2" Inorganic Syntheses 1995, Volume 30, Pages: 222–226.எஆசு:10.1002/9780470132616.ch42
  18. T. B. Reed, E. R. Pollard "Niobium Monoxide" Inorganic Syntheses, 1995 Volume 30, pp. 108–110, 2007. எஆசு:10.1002/9780470132616.ch22

புற இணைப்புகள்[தொகு]

  • Basic Niobium Information and Research Data
  • Thin films of Nb2O5 form the dielectric layers in solid electrolyte capacitors and these layers can be grown electrolytically on sintered bodies containing niobium monoxide.Katsuhiro Yoshida, Noriko Kuge (NEC Corporation), Sintered bodies based on niobium suboxide US patent 6215652, 2001.