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铌--铌的发现史

当于1801年考察在大英博物馆的矿石时 [2] ,Charles Hatchett被一个标签为columbite(钶铁矿)的样本激起了兴趣。他推测其包含一种新的金属,他是对的。他加热一块样本与碳酸钾,溶解产物到水中,添加了酸后获得了沉淀物。然而,进一步的处理也没能生产出元素本身,他命名其为columbium(钶——铌元素的旧译),被人们已知多年。
其他人对则对钶持怀疑态度,尤其是在接下来的一年发现了钽之后。这些金属在大自然中一起出现,而且很难分离。在1844年德国化学家Heinrich Rose证明了钶铁矿包含了这两种元素,他把columbium(钶)命名为niobium(铌)。“Columbium”(钶,符号Cb)是哈契特对新元素所给的最早命名。这一名称在美国一直有广泛的使用,美国化学学会在1953年出版了最后一篇标题含有“钶”的论文;“铌”则在欧洲通用。1949年在阿姆斯特丹举办的化学联合会第15届会议最终决定以“铌”作为第41号元素的正式命名。翌年,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)也采纳了这一命名,结束了一个世纪来的命名分歧,尽管“钶”的使用时间更早。这可算是一种妥协:IUPAC依北美的用法选择“Tungsten”而非欧洲所用的“Wolfram”作为钨的命名,并在铌的命名上以欧洲的用法为先。具权威性的化学学会和政府机构都一般以IUPAC正式命名称之,但美国地质调查局以及冶金业、金属学会等组织至今仍使用旧名“钶”。 [3]
当时,科学家未能有效地把钶(铌)和性质极为相似的钽区分开来。1809年,英国化学家威廉·海德·沃拉斯顿(William Hyde Wollaston)对钶和钽的氧化物进行比较,得出两者的密度分别为5.918g/cm及超过8g/cm。虽然密度值相差巨大,但他仍认为两者是完全相同的物质。另一德国化学家海因里希·罗泽(Heinrich Rose)在1846年驳斥这一结论,并称原先的钽铁矿样本中还存在着另外两种元素。他以希腊神话中坦塔洛斯的女儿尼俄伯(Niobe,泪水女神)和儿子珀罗普斯(Pelops)把这两种元素分别命名为“Niobium”(铌)和“Pelopium”。钽和铌的差别细微,而因此得出的新“元素”Pelopium、Ilmenium和Dianium实际上都只是铌或者铌钽混合物。 [3]
1864年,克利斯蒂安·威廉·布隆斯特兰(Christian Wilhelm Blomstrand)、亨利·爱丁·圣克莱尔·德维尔和路易·约瑟夫·特罗斯特(Louis Joseph Troost)明确证明了钽和铌是两种不同的化学元素,并确定了一些相关化合物的化学公式。瑞士化学家让-夏尔·加利萨·德马里尼亚(Jean Charles Galissard de Marignac)在1866年进一步证实除钽和铌以外别无其他元素。然而直到1871年还有科学家发表有关Ilmenium的文章。 [3]
1864年,德马里尼亚在氢气中对氯化铌进行还原反应,首次制成铌金属。虽然他在1866年已能够制备不含钽的铌金属,但要直到20世纪初,铌才开始有商业上的应用:电灯泡灯丝。铌很快就被钨淘汰了,因为钨的熔点比铌更高,更适合作灯丝材料。1920年代,人们发现铌可以加强钢材,这成为铌一直以来的主要用途。贝尔实验室的尤金·昆兹勒(Eugene Kunzler)等人发现,铌锡在强电场、磁场环境下仍能保持超导性,这使铌锡成为第一种能承受高电流和磁场的物质,可用于大功率磁铁和电动机械。这一发现促使了20年后多股长电缆的生产。这种电缆在绕成线圈后可形成大型强电磁铁,用在旋转机械、粒子加速器粒子探测器当中。 [3]
纯净的金属样本在1864年由Christian Blomstrand制取,他用氢气加热还原氯化铌实现
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