Det periodiske system›Grundstoffer›Vanadium

Grundstof · referenceark

23V

Vanadium

Vanadium (V) er grundstof 23, et overgangsmetal i gruppe 5, periode 4 og d-blokken. Elektronkonfigurationen [Ar] 3d3 4s2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer23

Standardatomvægt50.9415(1)

Gruppe5

Periode4

Blokd

Elektronkonfiguration[Ar] 3d3 4s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

I overgangsmetaller ligger energierne for d- og s-elektroner tæt. Det gør flere oxidationstrin, komplekse ioner, magnetiske egenskaber og katalytisk aktivitet mulige.

For vanadium skal konfigurationen [Ar] 3d3 4s2 læses sammen med oxidationstrinnet. Når elektroner fjernes eller deles, ændres d-orbitalernes besættelse, hvilket kan påvirke farve, magnetisme, binding og reaktivitet.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Vigtige former er metallet og dets legeringer, oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Flere oxidationstrin er mulige, fordi s- og d-elektroner ligger tæt i energi; ligander kan påvirke farve, magnetisme og reaktivitet.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 6 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 2 201 K (1 928 °C). Kogepunktet er angivet til 3 680 K (3 407 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor vanadium findes og bruges

I praksis møder man vanadium blandt andet i sammenhænge som metallurgi og stål, katalysatorer og batterier.

I praksis

Konkrete anvendelser

Metallurgi og stål

Vanadium spiller en rolle i metallurgi og stål. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Katalysatorer

Vanadium spiller en rolle i katalysatorer. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Batterier

Vanadium spiller en rolle i batterier. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Vanadium ligger i periode 4, gruppe 5 og d-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Titan, Chrom, Zirconium, Niobium. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationovergangsmetal

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 11 · 2

Massefylde6 g/cm³

Smeltepunkt2 201 K (1 928 °C)

Kogepunkt3 680 K (3 407 °C)

Pauling-elektronegativitet1.63

Første ioniseringsenergi650.9 kJ/mol

Elektronaffinitet50.91 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af vanadium forbindes i denne historiske registrering med Andrés Manuel del Río. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 50.9415(1). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Vanadium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved vanadium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.