Ķīmiskais elements · uzziņu lapa

23V

Vanādijs

Vanādijs ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 23 un simbolu V; tas atrodas 4. periodā, 5. grupā un d blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — ciets. Elektronu konfigurācija: [Ar] 3d3 4s2.

Atomnumurs23

Standarta atommasa50.9415(1)

Grupa5

Periods4

Bloksd

Elektronu konfigurācija[Ar] 3d3 4s2

Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Šī elementa ķīmijā piedalās d apakšlīmenis. Pārejas metāli saitēs var izmantot līdzīgas enerģijas elektronus, tāpēc d blokā bieži sastopamas mainīgas oksidēšanās pakāpes, koordinācijas savienojumi un katalītiskas īpašības.

Elektronu konfigurācija [Ar] 3d3 4s2 jāskata kopā ar savienojuma oksidēšanās pakāpi: atņemot elektronus, mainās aizpildītās d orbitāles, tāpēc var mainīties krāsa, magnētisms, saišu veidošanās un reaģētspēja.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Svarīgas šī elementa ķīmiskās formas ir metāls un sakausējumi, oksīdi, halogenīdi un koordinācijas savienojumi. Mainīgas oksidēšanās pakāpes ir biežas, jo s un d elektronu enerģijas ir līdzīgas, bet ligandi ap metāla jonu var būtiski mainīt krāsu, magnētismu un reaģētspēju.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir ciets. Norādītais blīvums ir 6 g/cm³. Kušanas temperatūra ir 2 201 K (1 928 °C). Viršanas temperatūra ir 3 680 K (3 407 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots vanādijs

Praksē šis elements sastopams tādās jomās kā metalurģija, tērauds, katalizatori un baterijas.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Metalurģija un tērauds

Šo elementu izmanto dzelzs un tērauda apstrādē kā leģējošu piedevu, rafinēšanas palīgvielu vai rūdas pārvēršanas metālā ķīmijas sastāvdaļu.

Katalizatori

Šo elementu izmanto, lai paātrinātu ķīmiskās reakcijas, pašam kopējā reakcijā nepatērējoties.

Baterijas

Šo elementu izmanto atsevišķās bateriju ķīmijās, elektrodu materiālos vai elektrolītos. Precīzā loma ir atkarīga no savienojuma un elementa konstrukcijas.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Vanādijs atrodas 4. periodā un 5. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā periodā pa kreisi un pa labi atrodas titāns un hroms; tajā pašā grupā tieši zem tā atrodas niobijs. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijapārejas metāls

Agregātstāvoklis istabas temperatūrāciets

Elektronu čaulas2 · 8 · 11 · 2

Blīvums6 g/cm³

Kušanas temperatūra2 201 K (1 928 °C)

Viršanas temperatūra3 680 K (3 407 °C)

Elektronegativitāte pēc Polinga1.63

Pirmā jonizācijas enerģija650.9 kJ/mol

Elektronu afinitāte50.91 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar Andrés Manuel del Río. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir 50.9415(1). Šī vērtība raksturo dabiskā Zemes materiāla izotopu sastāvu, nevis viena konkrēta atoma masu.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.