Ιστορία της Ανακάλυψης του Νιόβιου

Κατά την εξέταση των μεταλλευμάτων στο Βρετανικό Μουσείο το 1801, ο Τσαρλς Χάτσετ ενδιαφέρθηκε από ένα δείγμα με την ετικέτα columbite. Υπέθεσε ότι περιείχε ένα νέο μέταλλο και είχε δίκιο. Θέρμανε ένα κομμάτι του δείγματος με ανθρακικό κάλιο, διέλυσε το προϊόν σε νερό και μετά την προσθήκη οξέος έλαβε ένα ίζημα. Ωστόσο, η περαιτέρω επεξεργασία απέτυχε επίσης να παράγει το ίδιο το στοιχείο, το οποίο ονόμασε columbium (coltan - μια παλιά μετάφραση του στοιχείου νιόβιο), γνωστό εδώ και πολλά χρόνια.
Άλλοι ήταν δύσπιστοι για το κολόμβιο, ειδικά μετά την ανακάλυψη του τανταλίου τον επόμενο χρόνο. Αυτά τα μέταλλα υπάρχουν μαζί στη φύση και είναι δύσκολο να διαχωριστούν. Το 1844 ο Γερμανός χημικός Heinrich Rose απέδειξε ότι ο κολομβίτης περιείχε και τα δύο στοιχεία και ονόμασε κολόμβιο (κολτάν) από το νιόβιο (νιόβιο). Το "Columbium" (columbium, σύμβολο Cb) ήταν το παλαιότερο όνομα που δόθηκε από τον Hatchet σε ένα νέο στοιχείο. Το όνομα έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου η Αμερικανική Χημική Εταιρεία δημοσίευσε την τελευταία εργασία με "columbium" στον τίτλο το 1953. Το "νιόβιο" χρησιμοποιήθηκε στην Ευρώπη και η 15η συνεδρίαση του ΔΠΔ στο Άμστερνταμ το 1949 αποφάσισε τελικά να χρησιμοποιήσει "νιόβιο". Στη 15η συνεδρίαση του ICC στο Άμστερνταμ το 1949, αποφασίστηκε τελικά ότι «νιόβιο» θα ήταν η επίσημη ονομασία του στοιχείου 41. Το επόμενο έτος, η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) υιοθέτησε επίσης αυτόν τον χαρακτηρισμό, τελειώνοντας έναν αιώνα των ονομαστικών διαφωνιών, παρόλο που το «κολούμπιο» είχε χρησιμοποιηθεί νωρίτερα. Αυτός ήταν ένας συμβιβασμός: η IUPAC επέλεξε το "Tungsten" έναντι του ευρωπαϊκού "Wolfram" για το βολφράμιο, σύμφωνα με τη χρήση της Βόρειας Αμερικής, και έδωσε προτεραιότητα στην ευρωπαϊκή χρήση για το νιόβιο. Οι έγκυρες χημικές εταιρείες και οι κυβερνητικές υπηρεσίες χρησιμοποιούν γενικά το IUPAC ως επίσημη ονομασία, αλλά το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ, καθώς και οργανισμοί όπως το Μεταλλουργικό Ινστιτούτο και το Ινστιτούτο Μετάλλων, εξακολουθούν να χρησιμοποιούν την παλιά ονομασία "columbium".

Εκείνη την εποχή, οι επιστήμονες δεν ήταν σε θέση να διακρίνουν αποτελεσματικά το κολόμβιο (νιόβιο) από το ταντάλιο, το οποίο είναι πολύ παρόμοιο στη φύση. 1809, ο Βρετανός χημικός William Hyde Wollaston συνέκρινε τα οξείδια του κολομβίου και του τανταλίου και διαπίστωσε ότι οι πυκνότητες των δύο ήταν 5,918 g/cm3 και περισσότερες από 16,6 g/cm3, αντίστοιχα. παρά την τεράστια διαφορά στις τιμές πυκνότητας, εξακολουθούσε να θεωρεί ότι είναι πανομοιότυπες. εξακολουθούσε να θεωρεί ότι είναι πανομοιότυπες ουσίες. Ένας άλλος Γερμανός χημικός, ο Heinrich Rose, διέψευσε αυτό το συμπέρασμα το 1846, ισχυριζόμενος ότι δύο άλλα στοιχεία υπήρχαν στο αρχικό δείγμα τανταλίτη. Τους ονόμασε «Νιόβιο» από την κόρη του Τάνταλου Νιόβη, τη θεά των δακρύων, και τον γιο του Πέλοπα, από τους ελληνικούς μύθους «Νιόβιο» (νιόβιο) και «Πελόπιο». Η διαφορά μεταξύ τανταλίου και νιοβίου ήταν λεπτή και τα νέα «στοιχεία» που προέκυψαν, το Πέλοπιο, το Ιλμένιο και το Διάνιο ήταν στην πραγματικότητα απλώς μείγματα νιοβίου ή νιοβίου-τανταλίου.
Το 1864, ο Christian Wilhelm Blomstrand, ο Henri Edin St. Clair de Ville και ο Louis Joseph Troost απέδειξαν οριστικά ότι το ταντάλιο και το νιόβιο ήταν δύο διαφορετικά χημικά στοιχεία και καθόρισαν τους χημικούς τύπους για ορισμένες από τις σχετικές ενώσεις. Ο Ελβετός χημικός Jean Charles Galissard de Marignac απέδειξε περαιτέρω το 1866 ότι δεν υπήρχαν άλλα στοιχεία εκτός από το ταντάλιο και το νιόβιο. Ωστόσο, μόλις το 1871 οι επιστήμονες δημοσίευσαν άρθρα για το Ilmenium.
Το 1864, ο de Marignac κατασκεύασε το πρώτο μέταλλο νιόβιο μειώνοντας το χλωριούχο νιόβιο σε αέριο υδρογόνο. Παρόλο που μπόρεσε να παρασκευάσει μέταλλο νιόβιο χωρίς ταντάλιο το 1866, το νιόβιο άρχισε να χρησιμοποιείται εμπορικά μόνο στις αρχές του 20ου αιώνα: στα νήματα των ηλεκτρικών λαμπτήρων. Το νιόβιο σύντομα καταργήθηκε σταδιακά από το βολφράμιο, το οποίο είχε υψηλότερο σημείο τήξης από το νιόβιο και ήταν πιο κατάλληλο για νήματα λαμπτήρων, και στη δεκαετία του 1920 ανακαλύφθηκε ότι το νιόβιο μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση του χάλυβα, που εδώ και πολύ καιρό ήταν η κύρια χρήση του. Ο Eugene Kunzler των Bell Labs και άλλοι ανακάλυψαν ότι το νιόβιο-κασσίτερο παρέμενε υπεραγώγιμο κάτω από ισχυρά ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, γεγονός που τον έκανε την πρώτη ουσία που μπορούσε να αντέξει υψηλά ρεύματα και μαγνητικά πεδία και μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μαγνήτες υψηλής ισχύος και ηλεκτρικές μηχανές. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στην παραγωγή πολυκλωνικών μακριών καλωδίων 20 χρόνια αργότερα. Αυτά τα καλώδια, όταν τυλίγονταν σε πηνία, σχημάτισαν μεγάλους, ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες που χρησιμοποιούνται σε περιστρεφόμενες μηχανές, πεντάλ αερίων σωματιδίων και ανιχνευτές σωματιδίων.
Ένα καθαρό δείγμα του μετάλλου παρήχθη το 1864 από τον Christian Blomstrand, ο οποίος συνειδητοποίησε τη μείωση του χλωριούχου νιοβίου θερμαίνοντάς το με υδρογόνο.