Niobij je v mnogih pogledih zelo podoben tantalu in cirkoniju. Reagira s fluorom pri sobni temperaturi, klorom in vodikom pri 200 stopinjah ter dušikom pri 400 stopinjah, produkti pa so na splošno intersticijske nehomogene spojine. Kovinski niobij oksidira na zraku pri 200 stopinjah in je odporen na staljene alkalije in kisline, vključno z aqua regia, klorovodikovo kislino, žveplovo kislino, dušikovo kislino in fosforno kislino. Vendar lahko fluorovodikova kislina in mešanica fluorovodikove in dušikove kisline napadajo niobij.
Čeprav lahko niobij tvori različne spojine v oksidacijskem stanju od +5 do −1, je najpogosteje v oksidacijskem stanju +5. Vse niobijeve spojine z oksidacijskim stanjem pod +5 vsebujejo vezi niobij-niobij.
Oksidi in sulfidi
Niobijevi oksidi imajo lahko naslednja oksidacijska stanja: +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) in +3 (Nb2O3) in redko +2 (NbO). Niobijev pentoksid je najpogostejši niobijev oksid in z njim se mora začeti priprava kovinskega niobija in vseh niobijevih spojin. Za izdelavo niobata lahko niobijev pentoksid raztopimo v raztopini alkalnega hidroksida ali stopimo v oksidu alkalijske kovine. Litijev niobat (LiNbO3) ima perovskitno metatrigonalno kristalno strukturo, medtem ko lantanov niobat vsebuje izolirane ione NbO3−. Druge znane spojine vključujejo niobijev sulfid (NbS2), ki tvori plastovito strukturo.
Tanko plast niobijevega pentoksida lahko dodamo na površino materiala s kemičnim naparjevanjem ali nanosom atomske plasti, obe metodi pa uporabljata načelo, da se niobijev (V) etanol razgradi pri več kot 350 stopinjah.
Halid
Niobij lahko tvori halogenide z oksidacijskimi stanji {{0}} in +4 ter različne substehiometrične spojine. Niobijev pentalid (NbX5) vsebuje oktaedrični centralni atom niobija. Niobijev pentafluorid (NbF5) je bela trdna snov s tališčem 79,0 stopinj, medtem ko je niobijev pentaklorid (NbCl5) rumen s tališčem 203,4 stopinj. Oba se lahko hidrolizirata v okside in halogenidne okside, kot je NbOCl3. Niobijev pentaklorid je tudi hlapni reagent, ki se lahko uporablja pri sintezi različnih organokovinskih spojin, vključno z diklorodiniobenom ((C5H5)2NbCl2). Niobijevi tetrahalidi (NbX4) so temni polimeri z vezmi niobij-niobij, kot sta črni, higroskopski niobijev tetrafluorid (NbF4) in rjavi niobijev tetraklorid (NbCl4).
Prisotne so tudi aninacije niobijevega halogenida, ker so vsi pentahalidi niobija Lewisove kisline. Eden najpomembnejših je [NbF7], ki je vmesna spojina pri ločevanju mineralov niobija in tantala. Lažje se pretvori v oksipentafluorid kot tantalov dvojnik. Drugi halogenirani kompleksi vključujejo [NbCl6]:
Sb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6]
Niobij tvori tudi različne reducirane halogenidne skupine, kot je [Nb6Cl18].
Nitridi in karbidi
Niobijev nitrid (NbN) se pri nizkih temperaturah spremeni v superprevodnik in se uporablja v infrardečih detektorjih. Glavni niobijev karbid je NbC, ki je izjemno trd in je ognjevzdržen keramični material, ki se lahko uporablja kot material za nastavke za rezalna orodja.