Keemiline element · teatmeleht

23V

Vanaadium

Vanaadium on keemiline element aatomnumbriga 23 ja sümboliga V. See paikneb perioodis 4, rühmas 5, d-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Ar] 3d3 4s2.

Aatomnumber23

Standardne aatommass50.9415(1)

Rühm5

Periood4

Plokkd

Elektronkonfiguratsioon[Ar] 3d3 4s2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Vanaadium kuulub d-ploki elementide hulka. d- ja s-elektronide lähedased energiad võimaldavad mitut oksüdatsiooniastet ning mitmekesiseid koordinatsiooniühendeid.

Konfiguratsiooni [Ar] 3d3 4s2 tuleb vaadelda koos oksüdatsiooniastmega: elektronide eemaldumine muudab d-orbitaalide täitumust ning võib mõjutada värvust, magnetismi, sidemeid ja reaktsioonivõimet.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Vanaadium oluliste keemiliste vormide hulka kuuluvad metall ja sulamid, oksiidid, halogeniidid ning koordinatsiooniühendid. Mitme oksüdatsiooniastme võimalikkus tuleneb osalt s- ja d-elektronide lähedastest energiatest.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 6 g/cm³. Sulamispunkt on 2 201 K (1 928 °C). Keemispunkt on 3 680 K (3 407 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus vanaadium leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub vanaadium eelkõige järgmiste valdkondadega: metallurgia ja teras, katalüsaatorid ja akud. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Metallurgia ja teras

Vanaadium kasutatakse raua ja terase töötlemisel sulamielemendi, rafineerimisabina või maagi metalliks muutmise keemia osana.

Katalüsaatorid

Vanaadium või selle ühendeid kasutatakse keemiliste reaktsioonide kiirendamiseks ilma katalüsaatorit üldreaktsioonis ära kulutamata.

Akud

Vanaadium kasutatakse valitud akukeemiates elektroodimaterjali, elektrolüüdi või muu aktiivse komponendina; täpne roll sõltub ühendist ja elemenditüübist.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Vanaadium paikneb perioodis 4 ja rühmas 5. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonsiirdemetall

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 11 · 2

Tihedus6 g/cm³

Sulamispunkt2 201 K (1 928 °C)

Keemispunkt3 680 K (3 407 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.63

Esimene ionisatsioonienergia650.9 kJ/mol

Elektronafiinsus50.91 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Vanaadium avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Andrés Manuel del Río. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 50.9415(1). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Vanaadiuml on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Vanaadiumga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.