Хімічний елемент · довідкова сторінка

23V

Ванадій

Ванадій (V) — хімічний елемент з атомним номером 23. Він розташований у періоді 4, групі 5, d-блоці. За кімнатної температури проста речовина зазвичай тверда. Атомний номер дорівнює числу протонів у ядрі й однозначно визначає елемент.

Атомний номер23

Стандартна атомна маса50.9415(1)

Група5

Період4

Блокd

Електронна конфігурація[Ar] 3d3 4s2

Електронна будова

Що визначає хімічні властивості

Елемент «Ванадій» належить до d-блоку. Близькі енергії s- і d-електронів дають змогу реалізувати кілька ступенів окиснення та різноманітну координаційну хімію.

Конфігурацію [Ar] 3d3 4s2 важливо розглядати разом зі ступенем окиснення: заповнення d-орбіталей впливає на колір, магнетизм, тип зв’язків і реакційну здатність.

Хімічні форми

Сполуки, йони та матеріали

Важливі хімічні форми елемента «Ванадій» включають металевий стан і сплави, оксиди, галогеніди та координаційні сполуки. Кілька ступенів окиснення пов’язані, зокрема, з близькими енергіями s- і d-електронів.

Фізичні властивості

Стан і фазові переходи

За кімнатної температури проста речовина перебуває у твердому стані. Густина: 6 g/cm³. Температура плавлення: 2 201 K (1 928 °C). Температура кипіння: 3 680 K (3 407 °C). Вимірювані фізичні величини можуть залежати від тиску, чистоти зразка та кристалічної структури.

Поширення та застосування

Де трапляється і як застосовується Ванадій?

На практиці елемент «Ванадій» або його сполуки використовують у таких напрямах: Металургія та сталь, Каталізатори та Батареї та акумулятори. Конкретна роль залежить від хімічної форми та властивості, яку потрібно використати.

На практиці

Приклади реального застосування

Металургія та сталь

У металургії елемент «Ванадій» використовують для легування, покриттів, з’єднання матеріалів або керування властивостями поверхні.

Каталізатори

Елемент «Ванадій» або його сполуки можуть прискорювати реакції чи брати участь у ключових стадіях хімічного виробництва та синтезу.

Батареї та акумулятори

Матеріали, що містять елемент «Ванадій», можуть бути електродами, електролітами, каталізаторами або функціональними компонентами систем зберігання та перетворення енергії.

Положення в періодичній системі

Що показують сусідні елементи

Елемент «Ванадій» розташований у періоді 4, групі 5 та d-блоці; класифікація: перехідний метал. Порівняння з елементами тієї самої групи показує подібність валентної електронної будови, а рух уздовж періоду — закономірні зміни радіуса, енергії йонізації, електронегативності та характеру зв’язків.

Довідкові дані

Фізичні та атомні властивості

Класифікаціяперехідний метал

Стан за кімнатної температуритвердий стан

Електронні оболонки2 · 8 · 11 · 2

Густина6 g/cm³

Температура плавлення2 201 K (1 928 °C)

Температура кипіння3 680 K (3 407 °C)

Електронегативність за Полінгом1.63

Перша енергія йонізації650.9 kJ/mol

Спорідненість до електрона50.91 kJ/mol

Значення стосуються елемента або нейтрального атома там, де це доречно. Фізичні величини можуть залежати від алотропної форми, тиску, чистоти та умов вимірювання.

Історія

Відкриття та ідентифікація

Історія вивчення елемента «Ванадій» охоплює розпізнавання його хімічної індивідуальності, виділення або одержання речовини та подальший точний опис як елемента з атомним номером 23.

Ізотопи та атомна маса

Як ізотопний склад впливає на значення

Стандартна атомна маса дорівнює 50.9415(1). Це не маса одного конкретного атома, а зважене середнє, що відповідає типовому ізотопному складу природної речовини.

Елемент «Ванадій» має принаймні один стабільний ізотоп. Усі ізотопи мають однакову кількість протонів, але різняться кількістю нейтронів і масою атома.

Безпека

Поводження та вплив

Ризики під час роботи з елементом «Ванадій» залежать від хімічної форми, дози та шляху впливу. Проста речовина, йони та сполуки можуть істотно різнитися за біологічною й екологічною дією, тому слід орієнтуватися на дані для конкретної речовини.