A nióbium sok tekintetben nagyon hasonlít a tantálhoz és a cirkóniumhoz. Szobahőmérsékleten fluorral, 200 fokon klórral és hidrogénnel, 400 fokon nitrogénnel reagál, és a termékek általában intersticiális inhomogén vegyületek. A fémnióbium 200 fokos levegőben oxidálódik, és ellenáll az olvadt lúgoknak és savaknak, beleértve a vízvizet, a sósavat, a kénsavat, a salétromsavat és a foszforsavat. A hidrogén-fluorid, valamint a hidrogén-fluorid és a salétromsav keveréke azonban megtámadhatja a nióbiumot.
Bár a nióbium sokféle vegyületet képezhet a +5 -tól -1-ig terjedő oxidációs állapotában, de leggyakrabban +5 oxidációs állapotban van. A +5 alatti oxidációs állapotú nióbiumvegyületek mindegyike nióbium-nióbium kötést tartalmaz.
Oxidok és szulfidok
A nióbium-oxidok a következő oxidációs állapotokkal rendelkezhetnek: +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) és +3 (Nb2O3) és ritkán +2 (NbO). A nióbium-pentoxid a legelterjedtebb nióbium-oxid, és ezzel kell kezdeni a fémnióbium és az összes nióbiumvegyület előállítását. A niobát előállításához a nióbium-pentoxidot feloldhatjuk lúgos hidroxid-oldatban, vagy megolvaszthatjuk alkálifém-oxidban. A lítium-niobát (LiNbO3) perovszkit típusú metatrigonális kristályszerkezettel rendelkezik, míg a lantán-niobát izolált NbO3− ionokat tartalmaz. További ismert vegyületek közé tartozik a nióbium-szulfid (NbS2), amely réteges szerkezetet alkot.
Vékony réteg nióbium-pentoxidot adhatunk az anyag felületéhez kémiai gőzfázisú leválasztással vagy atomi réteges leválasztással, és mindkét módszer azt az elvet alkalmazza, hogy a nióbium (V) etanol 350 foknál nagyobb hőmérsékleten bomlik le.
Halogenid
A nióbium {{0}} és +4 oxidációs állapotú halogenideket, valamint különféle szubsztöchiometrikus vegyületeket képezhet. A nióbium-pentalid (NbX5) egy oktaéderes nióbium központi atomot tartalmaz. A nióbium-pentafluorid (NbF5) fehér szilárd anyag, olvadáspontja 79,0 fok, míg a nióbium-pentaklorid (NbCl5) sárga, olvadáspontja 203,4 fok. Mindkettő hidrolizálható oxidokká és halogenid-oxidokká, például NbOCl3-má. A nióbium-pentaklorid illékony reagens is, amely felhasználható különféle fémorganikus vegyületek, köztük a diklór-diniobén ((C5H5)2NbCl2) szintézisében. A nióbium-tetrahalogenidek (NbX4) sötét polimerek nióbium-nióbium kötésekkel, mint például a fekete, higroszkópos nióbium-tetrafluorid (NbF4) és a barna nióbium-tetraklorid (NbCl4).
Nióbium-halogenid aninációk is jelen vannak, mivel a nióbium pentahalogenidjei mind Lewis-savak. Az egyik legfontosabb az [NbF7], amely a nióbium és a tantál ásványi szétválasztásának közbenső vegyülete. Könnyebben átalakul oxipentafluoriddá, mint tantál megfelelője. Egyéb halogénezett komplexek közé tartozik az [NbCl6]:
Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6]
A nióbium számos redukált halogenid klasztert is képez, például [Nb6Cl18].
Nitridek és karbidok
A nióbium-nitrid (NbN) alacsony hőmérsékleten szupravezetővé válik, és infravörös detektorokban használják. A fő nióbium-karbid az NbC, amely rendkívül kemény, és egy tűzálló kerámiaanyag, amely vágószerszám bitanyagaként használható.