Niobium on monella tapaa hyvin samanlainen kuin tantaali ja zirkonium. Se reagoi fluorin kanssa huoneenlämmössä, kloorin ja vedyn kanssa 200 asteessa ja typen kanssa 400 asteessa, ja tuotteet ovat yleensä interstitiaalisia epähomogeenisiä yhdisteitä. Niobimetalli hapettuu ilmassa 200 asteessa ja kestää sulaneita emäksiä ja happoja, mukaan lukien vesi, kloorivetyhappo, rikkihappo, typpihappo ja fosforihappo. Kuitenkin fluorivetyhappo ja fluorivety- ja typpihapon seos voivat hyökätä niobia vastaan.
Vaikka niobium voi muodostaa erilaisia yhdisteitä hapetustilassa +5 -1, se on yleisimmin hapetustilassa +5. Niobiyhdisteet, joiden hapetusaste on alle +5, sisältävät kaikki niobium-niobium-sidoksia.
Oksidit ja sulfidit
Niobioksideilla voi olla seuraavat hapetustilat: +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) ja +3 (Nb2O3) ja harvoin +2 (NbO). Niobiumpentoksidi on yleisin niobioksidi, ja niobimetallin ja kaikkien niobiyhdisteiden valmistus tulisi aloittaa siitä. Niobaatin valmistamiseksi niobiumpentoksidi voidaan liuottaa alkalihydroksidiliuokseen tai sulattaa alkalimetallioksidiin. Litiumniobaatilla (LiNbO3) on perovskiittityyppinen metatrigonaalinen kiderakenne, kun taas lantaaniniobaatti sisältää eristettyjä NbO3−-ioneja. Muita tunnettuja yhdisteitä ovat niobiumsulfidi (NbS2), joka muodostaa kerrosrakenteen.
Ohut kerros niobiumpentoksidia voidaan lisätä materiaalin pintaan kemiallisella höyrypinnoituksella tai atomikerrospinnoituksella, ja molemmissa menetelmissä käytetään periaatetta, että niobium(V)-etanoli hajoaa yli 350 asteessa.
Halogenidi
Niobium voi muodostaa halogenideja, joiden hapetusaste on {{0}} ja +4, sekä erilaisia substoikiometrisiä yhdisteitä. Niobiumpentalidi (NbX5) sisältää oktaedrisen niobiumin keskusatomin. Niobiumpentafluoridi (NbF5) on valkoinen kiinteä aine, jonka sulamispiste on 79,0 astetta, kun taas niobiumpentakloridi (NbCl5) on keltainen, jonka sulamispiste on 203,4 astetta. Molemmat voidaan hydrolysoida oksideiksi ja halogenidioksideiksi, kuten NbOCl3:ksi. Niobiumpentakloridi on myös haihtuva reagenssi, jota voidaan käyttää erilaisten metalliorgaanisten yhdisteiden, mukaan lukien diklooridiniobeenin ((C5H5)2NbCl2, synteesissä. Niobitetrahalogenidit (NbX4) ovat tummia polymeerejä, joissa on niobium-niobium-sidoksia, kuten musta, hygroskooppinen niobiumtetrafluoridi (NbF4) ja ruskea niobiumtetrakloridi (NbCl4).
Niobiumhalogenidianinaatioita on myös läsnä, koska niobin pentahalidit ovat kaikki Lewisin happoja. Yksi tärkeimmistä on [NbF7], joka on välituote niobin ja tantaalin mineraalien erottamisessa. Se muuttuu helpommin oksipentafluoridiksi kuin tantaalivastine. Muita halogenoituja komplekseja ovat [NbCl6]:
Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6]
Niobium muodostaa myös erilaisia pelkistettyjä halogenidiklustereita, kuten [Nb6Cl18].
Nitridit ja karbidit
Niobiumnitridi (NbN) muuttuu suprajohteeksi alhaisissa lämpötiloissa ja sitä käytetään infrapunailmaisimissa. Pääasiallinen niobiumkarbidi on NbC, joka on erittäin kovaa ja tulenkestävää keraamista materiaalia, jota voidaan käyttää leikkaustyökalun terämateriaalina.