Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Vanadiini

Alkuaine · viitesivu

23V

Vanadiini

Vanadiini on järjestysluvun 23 alkuaine (V). Se sijaitsee jaksossa 4, ryhmässä 5 ja d-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d3 4s2.

Järjestysluku23

Standardiatomipaino50.9415(1)

Ryhmä5

Jakso4

Lohkod

Elektronikonfiguraatio[Ar] 3d3 4s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Siirtymämetalleilla s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan. Tämä mahdollistaa useita hapetuslukuja sekä suuren vaihtelun sidoksissa, koordinaatiokemiassa ja materiaalien ominaisuuksissa.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d3 4s2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Vanadiini esiintyy metallina ja seoksissa sekä esimerkiksi oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Useat hapetusluvut ovat mahdollisia, koska s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 6 g/cm³. Sulamispiste on 2 201 K (1 928 °C). Kiehumispiste on 3 680 K (3 407 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä vanadiini liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: metallurgia ja teräs, katalyytit ja akut ja paristot.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Metallurgia ja teräs

Yksi käytännön yhteys on metallurgia ja teräs. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Katalyytit

Vanadiini-alkuaineeseen perustuvia materiaaleja käytetään katalyytteinä, kun niiden pinta tai hapetusaste nopeuttaa reaktiota kulumatta kokonaisreaktiossa.

Akut ja paristot

Yksi käytännön yhteys on akut ja paristot. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Vanadiini sijaitsee jaksossa 4 ja ryhmässä 5. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Titaani, Kromi, Zirkonium, Niobium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitussiirtymämetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 11 · 2

Tiheys6 g/cm³

Sulamispiste2 201 K (1 928 °C)

Kiehumispiste3 680 K (3 407 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.63

Ensimmäinen ionisaatioenergia650.9 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti50.91 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Andrés Manuel del Río. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 23 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 50.9415(1). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.