Химический элемент · справочная страница

23V

Ванадий

Ванадий (V) — химический элемент с атомным номером 23. Он расположен в периоде 4, группа 5, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер23

Стандартная атомная масса50.9415(1)

Группа5

Период4

Блокd

Электронная конфигурация[Ar] 3d3 4s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Ванадий относится к d-блоку. Близкие энергии s- и d-электронов делают возможными несколько степеней окисления и разнообразную координационную химию.

Конфигурацию [Ar] 3d3 4s2 важно рассматривать вместе со степенью окисления: изменение заполнения d-орбиталей влияет на цвет, магнетизм, тип связей и реакционную способность.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Ванадий: важные химические формы включают металлическое состояние и сплавы, оксиды, галогениды и координационные соединения. Возможность нескольких степеней окисления связана в том числе с близкими энергиями s- и d-электронов.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 6 g/cm³. Температура плавления: 2 201 K (1 928 °C). Температура кипения: 3 680 K (3 407 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется ванадий?

На практике Ванадий применяется прежде всего в таких областях, как Металлургия и сталь, Катализаторы и Батареи и аккумуляторы. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Металлургия и сталь

В металлургии элемент «Ванадий» используют для легирования, покрытий, соединения материалов или управления свойствами поверхности.

Катализаторы

Элемент «Ванадий» или его соединения могут ускорять реакции либо участвовать в ключевых стадиях химического производства и синтеза.

Батареи и аккумуляторы

Материалы, содержащие элемент «Ванадий», могут выполнять роль электрода, электролита, катализатора или функционального компонента в системах хранения и преобразования энергии.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Ванадий находится в периоде 4, группе 5 и d-блоке; классификация: переходный металл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияпереходный металл

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 11 · 2

Плотность6 g/cm³

Температура плавления2 201 K (1 928 °C)

Температура кипения3 680 K (3 407 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.63

Первая энергия ионизации650.9 kJ/mol

Сродство к электрону50.91 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Ванадий: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 23.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 50.9415(1). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Ванадий имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Ванадий» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.