Unsur kimia · halaman rujukan

23V

Vanadium

Vanadium ialah unsur kimia dengan nombor atom 23 dan simbol V. Unsur ini terletak pada kala 4, kumpulan 5, blok d. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Ar] 3d3 4s2.

Nombor atom23

Berat atom piawai50.9415(1)

Kumpulan5

Kala4

Blokd

Konfigurasi elektron[Ar] 3d3 4s2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Subpetala d memainkan peranan penting dalam kimia Vanadium. Bagi logam peralihan, aras tenaga elektron yang berdekatan membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan, pembentukan kompleks koordinasi dan aktiviti pemangkin.

Konfigurasi elektron Vanadium ialah [Ar] 3d3 4s2. Apabila elektron dikeluarkan atau disusun semula dalam sebatian, pengisian orbital d boleh berubah lalu mempengaruhi warna, kemagnetan, ikatan dan kereaktifan.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Bentuk kimia penting bagi Vanadium merangkumi logam dan aloi, oksida, halida serta kompleks koordinasi. Elektron s dan d yang hampir sama aras tenaganya membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan; ligan pula boleh mengubah warna, kemagnetan dan kereaktifan dengan ketara.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 6 g/cm³. Takat leburnya 2 201 K (1 928 °C). Takat didihnya 3 680 K (3 407 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Vanadium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Vanadium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan metalurgi dan keluli, pemangkin dan bateri. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Metalurgi dan keluli

Vanadium digunakan dalam pemprosesan besi dan keluli, sama ada sebagai unsur pengaloian, bahan bantu penapisan atau sebahagian daripada kimia bijih-ke-logam.

Pemangkin

Vanadium digunakan sebagai pemangkin untuk mempercepat tindak balas kimia tanpa habis digunakan dalam tindak balas keseluruhan.

Bateri

Vanadium digunakan dalam kimia bateri tertentu sebagai bahan elektrod, elektrolit atau komponen aktif; peranannya bergantung pada sebatian dan reka bentuk sel.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Vanadium terletak pada kala 4, kumpulan 5. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Titanium; Kromium; Zirkonium; Niobium; Molibdenum. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanlogam peralihan

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 11 · 2

Ketumpatan6 g/cm³

Takat lebur2 201 K (1 928 °C)

Takat didih3 680 K (3 407 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.63

Tenaga pengionan pertama650.9 kJ/mol

Afiniti elektron50.91 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Vanadium dikaitkan dengan Andrés Manuel del Río. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 50.9415(1). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Vanadium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Vanadium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.