Grundämne · referensblad

23V

Vanadin

Vanadin (V) är grundämne 23, klassificerat som övergångsmetall i grupp 5, period 4 och d-blocket. Elektronkonfigurationen [Ar] 3d3 4s2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer23

Standardatomvikt50.9415(1)

Grupp5

Period4

Blockd

Elektronkonfiguration[Ar] 3d3 4s2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

I övergångsmetaller ligger energierna för d- och s-elektroner nära varandra. Det möjliggör flera oxidationstal, komplexa joner, magnetiska egenskaper och katalytisk aktivitet.

För vanadin måste konfigurationen [Ar] 3d3 4s2 läsas tillsammans med oxidationstalet. När elektroner avlägsnas eller delas ändras d-orbitalernas beläggning, vilket kan påverka färg, magnetism, bindning och reaktivitet.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Viktiga former är metallen och dess legeringar, oxider, halider och koordinationsföreningar. Flera oxidationstal är möjliga eftersom s- och d-elektroner ligger nära i energi; ligander kan påverka färg, magnetism och reaktivitet.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 6 g/cm³. Smältpunkten anges till 2 201 K (1 928 °C). Kokpunkten anges till 3 680 K (3 407 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var vanadin finns och används

I praktiken förekommer vanadin bland annat i sammanhang som metallurgi och stål, katalysatorer och batterier.

I praktiken

Konkreta användningar

Metallurgi och stål

Vanadin används eller studeras inom metallurgi och stål. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Katalysatorer

Vanadin används eller studeras inom katalysatorer. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Batterier

Vanadin används eller studeras inom batterier. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Vanadin ligger i period 4, grupp 5 och d-blocket. Det visade grannskapet omfattar bland annat Titan, Krom, Zirkonium, Niob. Jämförelser med dessa grundämnen gör det lättare att följa trender i atomstorlek, jonisationsenergi, elektronegativitet och bindning.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringövergångsmetall

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 11 · 2

Densitet6 g/cm³

Smältpunkt2 201 K (1 928 °C)

Kokpunkt3 680 K (3 407 °C)

Pauling-elektronegativitet1.63

Första jonisationsenergi650.9 kJ/mol

Elektronaffinitet50.91 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av vanadin förknippas i denna historiska uppgift med Andrés Manuel del Río. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 50.9415(1). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Vanadin har minst en stabil isotop. Isotoper har samma antal protoner och är därför samma grundämne, men de har olika antal neutroner och olika atommassa.

Säkerhet

Hantering och exponering

Risken med vanadin beror på kemisk form, dos och exponeringsväg. Grundämnet, dess joner och dess föreningar kan ha mycket olika biologiska och miljömässiga effekter; säkerhetsdata måste därför bedömas för det konkreta ämnet.