Nb

Đến giữa thế kỷ trước, người ta đã phát hiện được vài chục nguyên tố hóa học. Song tiếc thay, lúc bấy giờ, mỗi nguyên tố vừa không có nổi một “căn phòng riêng cho mình”, vừa không được đăng ký “hộ khẩu thường trú”. Mãi đến năm 1869, khi mà Đmitri Ivanôvich Menđeleep xây dựng xong “tòa nhà nhiều tầng” cho hệ thống tuần hoàn của mình thì tất cả các nguyên tố đã được tìm ra cho đến lúc bấy giờ mới có nơi trú ngụ.

Khi phân phối “diện tích nhà ở”, công lao của các “cư dân tương lai” đối với khoa học kỹ thuật cũng như “thâm niên công tác” của chúng đều không được chú ý đến. Người ta chỉ tính đến những tính chất của các nguyên tố (mà trước hết là khối lượng nguyên tử), những thiên hướng và sự tương đồng với các “láng giềng” gần gũi nhất. Ở đây, các mối liên kết (dĩ nhiên là các mối liên kết hóa học) cũng đóng vai trò quan trọng. Để tránh những sự va chạm có thể xảy ra, các “cư dân” có “tính nết” và “cách nhìn nhận cuộc sống” khác nhau thì được sắp xếp sao cho càng xa nhau càng tốt.

Ở “cổng” thứ năm (tức là nhóm thứ năm), tại căn hộ số 41 trên tầng năm (chính xác hơn là ở chu kỳ thứ năm), có một “chàng” mang cái tên rất đẹp: Niobi, đến cư trú. “Chàng” là ai vậy? “Chàng” sinh ra ở đâu?

… Hồi giữa thế kỷ XVII, tại lưu vực sông Côlumbia (Bắc Mỹ), người ta đã tìm thấy một khoáng vật nặng, màu đen, có những đường gân mica lóng lánh như vàng. Cùng với các mẫu đá được thu nhận từ nhiều nơi khác nhau ở Tân đại lục, khoáng vật này (về sau được gọi là columbit) được gửi đến viện bảo tàng Anh Quốc. Được coi là một mẫu quặng sắt trong danh mục các hiện vật, khoáng vật này đã nằm trong tủ kính trưng bày của viện bảo tàng ngót 150 năm. Nhưng rồi đến năm 1801, nhà hóa học nổi tiếng thời bấy giờ là Charles Hatchett đã để ý đến khoáng vật đẹp đẽ này. Phép phân tích đã cho biết rằng, trong nó quả thực là có sắt, mangan, oxi, song cùng với những nguyên tố này còn có một nguyên tố nào đó chưa biết, tạo nên một chất có các tính chất của một oxit axit. Hatchett đã gọi nguyên tố mới này là columbi.

Một năm sau, nhà hóa học Thụy Điển là Anđre Guxtap Ekebec (Andres Gustav Ekeberg) lại tìm thấy một nguyên tố mới nữa trong một số khoáng vật ở xứ Xcanđinavia, rồi ông gọi nó là tantali để ghi nhớ một nhân vật thần thoại. Có lẽ tên gọi này tượng trưng cho những khó khăn (những “cực hình của Tantan”) mà các nhà hóa học đã trải qua khi họ thử hòa tan oxit của nguyên tố mới này trong các axit. Những tính chất của tantali và của columbi tưởng như hoàn toàn đồng nhất, và nhiều nhà hóa học, kể cả Becxêliut danh tiếng, đã quả quyết rằng, ở đây không có hai nguyên tố khác nhau, mà chỉ có cùng một nguyên tố là tantali thôi.

Về sau Becxêliut đã tỏ ra nghi ngờ cách nhìn nhận trên đây. Trong một bức thư gửi cho người học trò của mình là nhà hóa học Friđric Vuêle (người Đức), ông đã viết: “Tôi gửi trả lại anh cái X của anh. Tôi đã cố gặng hỏi nhưng nó chỉ đáp một cách lảng tránh. Tôi hỏi: “Cậu là titan chăng ?” Nó trả lời: “Vuêle đã nói rằng, tôi không phải là titan”. Tôi cũng xác định như vậy. “Cậu là ziriconi ư? ” Nó trả lời : “Không. Tôi hòa tan trong xút, còn đất chứa ziriconi thì lại không làm điều đó”. – “Cậu là thiếc phải không ?” – “Tôi có chứa thiếc, nhưng rất ít” – “Thế cậu là tantali à ?” – Nó đáp lại: “Tôi là bà con với tantali. Nhưng tôi lại hòa tan từ từ trong kali hiđroxit rồi kết tủa thành một chất màu nâu vàng”. Tôi lại hỏi: “ Thế cậu là thứ quỷ quái gì vậy?”. Khi đó, tôi cảm thấy rằng nó đã trả lời: “Người ta không đặt tên cho tôi”. Tuy nhiên, tôi không hoàn toàn tin là tôi đã thực sự nghe thấy điều đó hay không, bởi vì nó đứng ở bên phải tôi, mà tai phải của tôi thì nghe rất kém. Do thính giác của anh tốt hơn của tôi, nên tôi gửi trả anh đứa trẻ ranh mãnh này để anh làm một cuộc lấy khẩu cung mới với nó…”

Nhưng ngay cả Vuêle cũng không làm sáng tỏ được những mối quan hệ qua lại giữa các nguyên tố do Hatchett và Ekebec phát hiện ra. Mãi đến năm 1844, sau những cuộc khảo cứu đầy khó khăn tiến hành trong gần mười lăm năm trời, nhà hóa học người Đức là Henrich Rôze (Heinrich Rose) mới chứng minh được rằng, khoáng vật columbit có chứa hai nguyên tố khác nhau là tantali và columbi mà ông đặt cho cái tên mới là niobi (theo thần thoại Hy Lạp, nữ thần buồn rầu và đau khổ Nioba là con gái của Tantan). Song ở một số nước như Mỹ, Anh tên gọi ban đầu của nguyên tố này là columbi vẫn được giữ lại trong thời gian dài. Cho đến năm 1950, hiệp hội quốc tế về hóa học thuần túy và hóa học ứng dụng đã quyết định chấm dứt tình trạng mỗi nơi một cách gọi như vậy và đã đề nghị các nhà hóa học trên toàn thế giới thống nhất gọi nguyên tố này là niobi.

Thời gian đầu, các nhà hóa học Mỹ và Anh đã ra sức tìm cách hủy bỏ quyết định này – một quyết định mà họ cảm thấy không công bằng, nhưng lời phán quyết đã dứt khoát rồi, không thể khiếu nại được nữa. Thế là “những người thích columbi” đành phải vui lòng với trận đòn này của số phận, và trong các tài liệu về hóa học của Anh và Mỹ đã xuất hiện một ký hiệu mới: “Nb”.

Sự chung sống của niobi và tantali trong thiên nhiên do những tính chất hóa học rất giống nhau của chúng đã kìm hãm sự phát triển của công nghiệp về kim loại này trong một thời gian dài. Mãi đến năm 1866, nhà hóa học Thụy Sĩ là Gian Saclơ Galixac đơ Mariniac (Jean Charle Galissar De Marignac) mới đưa ra phương pháp công nghiệp đầu tiên để tách rời hai nguyên tố hóa học “sinh đôi” này ra khỏi nhau. Ông đã lợi dụng độ hòa tan khác nhau của một số hợp chất của hai nguyên tố này: tantali florua phức không tan trong nước, còn hợp chất tương ứng của niobi thì lại hòa tan trong nước tương đối dễ. Cho đến gần đây, người ta vẫn sử dụng phương pháp của Mariniac dưới dạng đã được hoàn thiện. Song hiện nay, các phương pháp mới hữu hiện hơn đã thay thế nó – đó là phương pháp tách có chọn lọc, phương pháp trao đổi ion và phương pháp tinh cất các halogenua.