Nioboxid-Struktur

Strukturformel
Allgemeines
Name	Niob(II)-oxid
Andere Namen	Niobmonoxid
Summenformel	NbO
CAS-Nummer	12034-57-0
Kurzbeschreibung	graues Pulver
Eigenschaften
Molare Masse	108,9 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,3 g/cm3[1]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] Reizend (Xi) R- und S-Sätze R: 36/37/38 S: 26-37
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Niob(II)-oxid ist eine chemische Verbindung von Niob und Sauerstoff. Der graue Feststoff ist neben Niob(V)-oxid und Niob(IV)-oxid eines von mehreren stabilen Oxiden des Niobs. Im Gegensatz zu den anderen Nioboxiden ist die Verbindung elektrisch leitend (etwa 10⁶ S/cm^[2]) und wird als Anodenmaterial in Niob-Elektrolytkondensatoren verwendet.

Gewinnung und Darstellung

Niob(II)-oxid lässt sich durch Reaktion von Nioboxiden mit elementarem Niob bei hohen Temperaturen herstellen. Das genaue Verhältnis der Edukte hängt vom verwendeten Oxid ab.^[3]

$\mathrm{Nb_2O_5 + 3\ Nb \longrightarrow 5\ NbO}$

Eigenschaften

Niob(II)-oxid besitzt eine ungewöhnliche Kristallstruktur. Diese lässt sich als eine von der Natriumchloridstruktur ableitbare geordnete Defektstruktur beschreiben. Sechs Niobatome bilden dabei eine oktaedrischen Cluster, bei dem das sonst in der Natriumchloridstruktur vorhandene zentrale Anion fehlt. Gleichzeitig fehlen an den Ecken der Elementarzelle die Niobatome.^[2]

Innerhalb des Metallclusters liegen Niob-Niob-Bindungen mit einer Bindungslänge von 298 pm vor. Diese sind in ihrer Länge denen des elementaren Niobs sehr ähnlich (Nb-Nb: 285 pm) und bedingen die metallischen Eigenschaften des Niob(II)-oxids.^[2]

Verwendung

Niob(II)-oxid wird als Anodenmaterial in Niob-Elektrolytkondensatoren verwendet. Diese spielen wie die entsprechenden Tantal-Kondensatoren eine wichtige Rolle in der Mikroelektronik, beispielsweise in Laptops. Im Vergleich zu Tantalkondensatoren sind sie billiger, können aber nicht so hohe Spannungen aushalten.^[4] Ein weiterer Vorteil von Niob(II)-oxid ist die höhere Temperaturstabilität im Vergleich zu Tantal.^[3]

Quellen

1. ↑ ^{a b} Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
2. ↑ ^{a b c} Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 1988, S. 1265–66, ISBN 3-527-26169-9.
3. ↑ ^{a b} Charles A. Motchenbacher et.al.: Production of high-purity niobium monoxide and capacitor production therefrom, United States Patent 7157073, 2007.
4. ↑ Ch. Schnitter: The taming of niobium. In: Bayer research, Bayer AG, 2004.