Le niobium est très similaire au tantale et au zirconium à bien des égards. Il réagit avec le fluor à température ambiante, le chlore et l'hydrogène à 200 degrés et l'azote à 400 degrés, et les produits sont généralement des composés inhomogènes interstitiels. Le métal niobium s'oxyde dans l'air à 200 degrés et résiste aux alcalis et aux acides fondus, notamment l'eau régale, l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide nitrique et l'acide phosphorique. Cependant, l'acide fluorhydrique et un mélange d'acides fluorhydrique et nitrique peuvent attaquer le niobium.
Bien que le niobium puisse former une variété de composés dans l'état d'oxydation de +5 à −1, il est le plus souvent dans l'état d'oxydation +5. Les composés de niobium avec un état d'oxydation inférieur à +5 contiennent tous des liaisons niobium-niobium.
Oxydes et sulfures
Les oxydes de niobium peuvent avoir les états d'oxydation suivants : +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) et +3 (Nb2O3) et, rarement, +2 (NbO). Le pentoxyde de niobium est l'oxyde de niobium le plus courant, et la préparation du métal niobium et de tous les composés du niobium doit commencer par lui. Pour fabriquer du niobate, le pentoxyde de niobium peut être dissous dans une solution d'hydroxyde alcalin ou fondu dans un oxyde de métal alcalin. Le niobate de lithium (LiNbO3) a une structure cristalline métatrigonale de type perovskite, tandis que le niobate de lanthane contient des ions NbO3− isolés. D'autres composés connus comprennent le sulfure de niobium (NbS2), qui forme une structure en couches.
Une fine couche de pentoxyde de niobium peut être ajoutée à la surface du matériau par dépôt chimique en phase vapeur ou dépôt de couche atomique, et les deux méthodes utilisent le principe selon lequel l'éthanol de niobium (V) se décompose à plus de 350 degrés.
Halogénure
Le niobium peut former des halogénures avec des états d'oxydation {{0}} et +4, ainsi que divers composés sous-stoechiométriques. Le penthalure de niobium (NbX5) contient un atome central de niobium octaédrique. Le pentafluorure de niobium (NbF5) est un solide blanc avec un point de fusion de 79,0 degrés , tandis que le pentachlorure de niobium (NbCl5) est jaune avec un point de fusion de 203,4 degrés . Les deux peuvent être hydrolysés pour former des oxydes et des oxydes d'halogénure, tels que NbOCl3. Le pentachlorure de niobium est également un réactif volatil qui peut être utilisé dans la synthèse de divers composés organométalliques, dont le dichlorodiniobène ((C5H5)2NbCl2). Les tétrahalogénures de niobium (NbX4) sont des polymères foncés avec des liaisons niobium-niobium, tels que le tétrafluorure de niobium noir et hygroscopique (NbF4) et le tétrachlorure de niobium brun (NbCl4).
Les aninations d'halogénures de niobium sont également présentes car les pentahalogénures de niobium sont tous des acides de Lewis. L'un des plus importants est [NbF7], qui est un composé intermédiaire dans la séparation minérale du niobium et du tantale. Il est plus facilement converti en oxypentafluorure que son homologue au tantale. D'autres complexes halogénés comprennent [NbCl6] :
Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6]
Le niobium forme également une variété d'agrégats d'halogénures réduits, tels que [Nb6Cl18].
Nitrures et carbures
Le nitrure de niobium (NbN) se transforme en supraconducteur à basse température et est utilisé dans les détecteurs infrarouges. Le principal carbure de niobium est le NbC, qui est extrêmement dur et constitue un matériau céramique réfractaire pouvant être utilisé comme matériau de foret pour outil de coupe.