Химичен елемент · справочна страница

23V

Ванадий

Ванадий е химичен елемент с атомен номер 23 (V), разположен в период 4, група 5 и блок d. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ar] 3d3 4s2.

Атомен номер23

Стандартна атомна маса50.9415(1)

Група5

Период4

Блокd

Електронна конфигурация[Ar] 3d3 4s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

d подобвивката участва в химията на ванадий. Преходните метали могат да използват в химичните връзки електрони с близки енергии, затова променливите степени на окисление, координационните съединения и каталитичното поведение са характерни за d блока.

Електронната конфигурация [Ar] 3d3 4s2 трябва да се разглежда заедно със степента на окисление в съединението: отнемането на електрони променя запълването на d орбиталите и може да повлияе на цвета, магнетизма, химичното свързване и реактивността.

Химични форми

Съединения, йони и материали

За ванадий важни химични форми са металът и неговите сплави, оксиди, халогениди и координационни съединения. Променливите степени на окисление са чести, защото s и d електроните имат близки енергии, а лигандите около металния йон могат силно да променят цвета, магнетизма и реактивността.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 6 g/cm³. Температурата на топене е 2 201 K (1 928 °C). Температурата на кипене е 3 680 K (3 407 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща ванадий и за какво се използва

На практика ванадий се среща в приложения като Металургия, Стомана, Катализатори и Батерии.

На практика

Конкретни примери за приложение

Металургия и стомана

Ванадий се използва при производството на желязо и стомана като легиращ елемент, помощно средство при рафиниране или част от химичните процеси за получаване на метал от руда.

Катализатори

Ванадий се използва за ускоряване на химични реакции, без да се изразходва в общия реакционен процес.

Батерии

Ванадий се използва в определени типове батерии, електродни материали или електролити. Точната му роля зависи от съединението и конструкцията на клетката.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Ванадий е в период 4 и група 5. В показаната област той се намира между титан и хром в същия период; ниобий е непосредствено под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияпреходен метал

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 11 · 2

Плътност6 g/cm³

Температура на топене2 201 K (1 928 °C)

Температура на кипене3 680 K (3 407 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.63

Първа йонизационна енергия650.9 kJ/mol

Електронен афинитет50.91 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на ванадий се свързва с Andrés Manuel del Río. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 50.9415(1). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Ванадий има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с ванадий, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.