Kemijski element · referenčna stran

23V

Vanadij

Vanadij je kemijski element z atomskim številom 23 (V), v 4. periodi, 5. skupini in bloku d. Referenčno agregatno stanje pri sobni temperaturi: trdno. Elektronska konfiguracija: [Ar] 3d3 4s2.

Atomsko število23

Standardna atomska masa50.9415(1)

Skupina5

Perioda4

Blokd

Elektronska konfiguracija[Ar] 3d3 4s2

Elektronska zgradba

Kaj usmerja kemijsko obnašanje

Pri prehodnih elementih v kemiji sodelujejo elektroni zunanje s-lupine in bližnjih d-orbital. To omogoča več oksidacijskih stanj, tvorbo kompleksov ter raznolike magnetne in katalitske lastnosti.

Elektronska konfiguracija atoma je [Ar] 3d3 4s2. Število in energija valenčnih elektronov vplivata na tvorbo vezi, pogosta oksidacijska stanja in podobnost s sosednjimi elementi.

Kemijske oblike

Spojine, ioni in materiali

Element lahko tvori več oksidacijskih stanj ter številne okside, halogenide, soli in koordinacijske komplekse. Njihova stabilnost je odvisna od elektronske zgradbe in reakcijskih pogojev.

Fizikalno obnašanje

Agregatno stanje in fazni prehodi

Pri sobni temperaturi je referenčno agregatno stanje trdno. Gostota je navedena kot 6 g/cm³. Tališče je 2 201 K (1 928 °C). Vrelišče je 3 680 K (3 407 °C). Na izmerjene vrednosti lahko vplivajo tlak, čistost vzorca in kristalna zgradba.

Pojavljanje in uporaba

Kje se element pojavlja in čemu služi

V praksi se s tem elementom srečujemo predvsem na področjih: Metalurgija in jeklo, Katalizatorji in Baterije in akumulatorji.

V praksi

Konkretni primeri uporabe

Metalurgija in jeklo

Vanadij se v tej uporabi pojavlja kot sestavina kovin ali zlitin, kjer vpliva na mehanske lastnosti, korozijsko odpornost, temperaturno obstojnost ali način obdelave materiala.

Katalizatorji

Vanadij ali njegove spojine sodelujejo v kemijskih procesih kot reagent, katalitsko aktivna sestavina ali surovina. Njihov pomen izhaja iz reaktivnosti in stabilnosti pri danih pogojih.

Baterije in akumulatorji

Vanadij se na tem področju uporablja zaradi kombinacije svojih fizikalnih in kemijskih lastnosti. Konkretna vloga je odvisna od oblike elementa, čistosti in zahtev posamezne uporabe.

Položaj v periodnem sistemu

Kaj pokažejo sosednji elementi

Element leži v 4. periodi in 5. skupini. Med njegovimi dejanskimi sosedi v periodnem sistemu so na primer: Titan, Vanadij, Krom, Cirkonij, Niobij, Molibden. Primerjava sosedov pomaga razumeti spremembe atomskega polmera, ionizacijske energije, valenčnih elektronov in načina vezave.

Referenčni podatki

Fizikalne in atomske lastnosti

Razvrstitevprehodna kovina

Agregatno stanje pri sobni temperaturitrdno

Elektronske lupine2 · 8 · 11 · 2

Gostota6 g/cm³

Tališče2 201 K (1 928 °C)

Vrelišče3 680 K (3 407 °C)

Elektronegativnost po Paulingu1.63

Prva ionizacijska energija650.9 kJ/mol

Elektronska afiniteta50.91 kJ/mol

Vrednosti se nanašajo na element ali nevtralni atom, kjer je to smiselno. Fizikalni podatki so lahko odvisni od alotropske oblike, tlaka in pogojev merjenja.

Zgodovina

Odkritje in prepoznavanje

Odkritje oziroma prepoznavanje elementa z imenom Vanadij je povezano z imenom Andrés Manuel del Río. Prepoznavanje elementa, priprava čistega vzorca in poznejša določitev njegovega atomskega števila niso nujno potekali istočasno.

Izotopi in atomska masa

Kako izotopska sestava spreminja številke

Standardna atomska masa je 50.9415(1). Vrednost opisuje značilno izotopsko sestavo naravnega zemeljskega materiala in ni masa enega določenega atoma.

Vanadij ima vsaj en stabilen izotop. Izotopi imajo enako število protonov in zato pripadajo istemu elementu, razlikujejo pa se v številu nevtronov in atomski masi.

Varnost

Ravnanje in izpostavljenost

Nevarnosti so odvisne od kemijske oblike elementa, odmerka in načina izpostavljenosti. Čisti element, njegovi ioni in spojine imajo lahko zelo različne biološke in okoljske učinke, zato je treba preveriti podatke za dejansko uporabljeno snov.