鈮的化學性質

鈮的化學性質在很多方面跟同族（第5族，即VB族）的前面的元素相似。高溫下，鈮會跟絕大多數非金屬單質反應：室溫即與氟單質反應，200 °C即與氯氣和氫氣反應，400 °C與氮氣反應，產物通常是填隙式且不是整比化合物。鈮置於空氣中200 °C開始被氧化，卻能夠抵抗熔融堿金屬和酸（包括王水、鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸等）的腐蝕。鈮能被熱的，濃的無機酸腐蝕，包括氫氟酸或氫氟酸/硝酸混合酸。盡管鈮能顯示出所有正常的氧化態（從+5到−1），其最穩定的價態為+5價。

鈮能夠形成+5價氧化物五氧化二鈮（Nb2O5），+4價的二氧化鈮（NbO2）還有+3價的三氧化二鈮（Nb2O3）和較為罕見的氧化態+2價的一氧化鈮（NbO）。最穩定的氧化態為+5，五氧化物跟非整比的二氧化物是最常見的鈮氧化物。鈮的五氧化物主要用於生產電容器，光學玻璃，或作為制備鈮的其他化合物的起始材料。制備這些化合物，我們可以將其五氧化二物溶解在堿性氫氧化物溶液中，或是將之與其他金屬的氧化物共同熔融。例如制備鈮酸鋰（LiNbO3）、鈮酸鑭（LaNbO4）。對於鈮酸鋰的結構，鈮酸根離子（NbO3−）不是作為單體存在，而是三角形扭曲的鈣鈦礦結構的一部分，而對於鈮酸鑭的結構則包含孤立的NbO4−離子。鈮酸鋰作為一種鐵電物質，被廣泛應用於手機和光調制器，以及聲表面波器件的生產，屬於ABO3結構類似鉭酸鋰和鉭酸鋇的鐵電體。

鈮能夠形成+5，+4，+3價鹵化物（NbX5，NbX4和NbX3），也能生成多核配合物和非整比化合物。五氟化鈮（NbF5）為白色固體，熔點79.0 °C；五氯化鈮（NbCl5）是黃白色固體，熔點203.4 °C。兩者都能發生水解反應，在高溫條件下能夠與過量的鈮單質反應，生成黑色極易潮解的四氟化鈮（NbF4）和四氯化鈮（NbCl4）。鈮的三鹵化物能夠通過氫氣還原其五鹵化物制得，而其二鹵化物則不存在。高溫下一氯化鈮的光譜能夠被檢測到。鈮的氟化物可用於分離鈮和鉭的混合物。五氯化鈮在有機化學中被用作觸發烯烴的Diels-Alder反應的Lewis酸。五氯化鈮還能作為原料制備有機金屬化合物二氯二茂鈮（(C5H5)2NbCl2），可作為制備其它有機鈮化合物的起始原料。其他二元化合物如氮化鈮（NbN）在低溫條件下顯示出超導性，現已用於紅外探測器；碳化鈮則是一種硬度很大的，熔點很高的陶瓷材料，在制造商品上用於制造切割工具的一部分。鍺化鈮（Nb3Ge），錫化鈮（Nb3Sn）還有鈮鈦合金，都被用作超導磁體的超導導線。其它的化合物有硫化鈮和其它幾種鈮的填隙型化合物，如鈮跟矽的填隙型化合物等，此處不再細說。

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