ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง
23V

วาเนเดียม

วาเนเดียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 23 และสัญลักษณ์ V อยู่ในคาบ 4 หมู่ 5 บล็อก d ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Ar] 3d3 4s2

เลขอะตอม23
น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน50.9415(1)
หมู่5
คาบ4
บล็อกd
การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Ar] 3d3 4s2
โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

อิเล็กตรอนในออร์บิทัล d มีบทบาทโดยตรงต่อเคมีของวาเนเดียมพลังงานที่ใกล้กันของอิเล็กตรอน s และ d ทำให้โลหะแทรนซิชันเกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า สารเชิงซ้อน และพฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาได้

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของวาเนเดียมคือ [Ar] 3d3 4s2 เมื่อเกิดสารประกอบ การเติมออร์บิทัล d อาจเปลี่ยนไป จึงส่งผลต่อสี แม่เหล็กพันธะ และความไวต่อปฏิกิริยา

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

รูปแบบสำคัญของวาเนเดียมได้แก่ โลหะ โลหะผสม ออกไซด์ เฮไลด์ และสารเชิงซ้อน พลังงานของอิเล็กตรอน s และ d ที่ใกล้กันทำให้เกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า และลิแกนด์สามารถเปลี่ยนสี สมบัติแม่เหล็กและความไวต่อปฏิกิริยาได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 6 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 2 201 K (1 928 °C) จุดเดือดคือ 3 680 K (3 407 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบวาเนเดียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติวาเนเดียมพบการใช้งานในด้าน โลหวิทยาและเหล็กกล้า, ตัวเร่งปฏิกิริยา และ แบตเตอรี่ เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

โลหวิทยาและเหล็กกล้า

วาเนเดียมใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าเป็นธาตุผสม ตัวช่วยปรับแต่ง หรือส่วนหนึ่งของเคมีที่เปลี่ยนแร่ให้เป็นโลหะ

ตัวเร่งปฏิกิริยา

ในงานตัวเร่งปฏิกิริยาวาเนเดียมหรือสารประกอบของมันมีบทบาทเป็นสารตั้งต้น รีเอเจนต์ ตัวเร่งปฏิกิริยา หรือสารควบคุมสมดุลทางเคมี โดยรูปสารประกอบเป็นตัวกำหนดหน้าที่จริง

แบตเตอรี่

วาเนเดียมใช้ในเคมีแบตเตอรี่บางแบบเป็นวัสดุอิเล็กโทรด สารออกฤทธิ์ หรือส่วนของอิเล็กโทรไลต์ โดยบทบาทจริงขึ้นอยู่กับการออกแบบเซลล์และสารประกอบที่ใช้

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

วาเนเดียมอยู่ในคาบ 4 และหมู่ 5 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ ไทเทเนียม, โครเมียม, เซอร์โคเนียมการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทโลหะแทรนซิชัน
สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง
ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 11 · 2
ความหนาแน่น6 g/cm³
จุดหลอมเหลว2 201 K (1 928 °C)
จุดเดือด3 680 K (3 407 °C)
อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.63
พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก650.9 kJ/mol
สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน50.91 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

วาเนเดียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของวาเนเดียมคือ 50.9415(1) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของวาเนเดียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของวาเนเดียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ