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V 23

Vanadium (V)

transition-metal
Période: 4 Groupe: 5 Bloc: d

Solid

Masse atomique relative standard

50,9415 u

Configuration électronique

[Ar] 4s2 3d3

Point de fusion

1909,85 °C

Point d’ébullition

3406,85 °C

Masse volumique

6000 kg/m³

États d’oxydation

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Électronégativité (Pauling)

1,63

Énergie d’ionisation (1re)

6,746187 eV

Année de découverte

1830

Rayon atomique

135 pm

Détails

Origine du nom From Scandinavian goddess, Vanadis.
Pays de découverte Sweden
Découvreurs Nils Sefström

Vanadium is a hard early transition metal with variable oxidation states and strong affinity for oxygen, nitrogen, and carbon. It occurs mainly dispersed in minerals rather than as native metal. Its technological importance comes chiefly from alloying steel and from vanadium redox-flow batteries. Chemically it is notable for accessible +2, +3, +4, and +5 states, often producing distinctly colored ions and oxides.

Pure vanadium is a bright white metal, and is soft and ductile. It has good corrosion resistance to alkalis, sulfuric and hydrochloric acid, and salt water, but the metal oxidizes readily above 660°C.

The metal has good structural strength and a low fission neutron cross section, making it useful in nuclear applications.

The name derives from the Scandinavian goddess of love and beauty, Freyja Vanadis, because of its many beautiful multi-coloured compounds. Vanadium was discovered by the Swedish physician and chemist Nils-Gabriel Sefström in 1830.

Vanadium had originally been discovered by the Spanish mineralogist Andres Manuel del Rio y Fernandez in 1801, who named it erythronium, after the plant of that name whose flowers have many beautiful colours. Del Rio later decided that it was really chromium in his lead sample. Vanadium metal was first isolated by the English chemist Henry Enfield Roscoe in 1869.

Vanadium was discovered by Andrés Manuel del Rio, a Spanish chemist, in 1801. Rio sent samples of vanadium ore and a letter describing his methods to the Institute de France in Paris, France, for analysis and confirmation. Unfortunately for Rio, his letter was lost in a shipwreck and the Institute only received his samples, which contained a brief note describing how much this new element, which Rio had named erythronium, resembled chromium. Rio withdrew his claim when he received a letter from Paris disputing his discovery. Vanadium was rediscovered by Nils Gabriel Sefstrôm, a Swedish chemist, in 1830 while analyzing samples of iron from a mine in Sweden. Vanadium was isolated by Sir Henry Enfield Roscoe, an English chemist, in 1867 by combining vanadium trichloride (VCl3) with hydrogen gas (H2). Today, vanadium is primarily obtained from the minerals vanadinite (Pb5(VO)3Cl) and carnotite (K2(UO2)2VO4·1-3H2O) by heating crushed ore in the presence of carbon and chlorine to produce vanadium trichloride. The vanadium trichloride is then heated with magnesium in an argon atmosphere.

Named after Scandinavian goddess, Vanadis. Vanadium was first discovered by del Rio in 1801. Unfortunately, a French chemist incorrectly declared that del Rio's new element was only impure chromium. Del Rio thought himself to be mistaken and accepted the French chemists' statement.

The element was rediscovered in 1830 by Sefstrom, who named the element in honor of the Scandinavian goddess, Vanadis, because of its beautiful multicolored compounds. It was isolated in nearly pure form by Roscoe, who in 1867 reduced the chloride with hydrogen.

Vanadium of 99.3 to 99.8% purity was not produced until 1922.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,63 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,53
Affinité électronique
0,525 eV
Énergie d’ionisation (1re)
6,746187 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
14,63405 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
29,311201 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
46,709161 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
65,281875 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
5 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Ar] 4s2 3d3

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,22283256 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
4,76758 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
5,329326 eV
Enthalpie d’atomisation
5,329326 eV
Enthalpie d’atomisation
5,342799 eV

Propriétés nucléaires

Protons
23 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
28 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
29 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
1 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
V-51
Année de découverte
1830

Structure cristalline

Paramètre de maille a
302 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 11, 2 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-62-2 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
4F3/2
InChI
InChI=1S/V
Clé InChI
LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 23
Électrons 23
Charge Neutre
Configuration V: 3d³ 4s²
Configuration électronique
Mesuré
[Ar] 3d³ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ 4s²
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
3/10 3↑
Nombre total d’électrons: 23 Non appariés: 3 ?

Modèle atomique

Protons 23
Neutrons 28
Électrons 23
Nombre de masse 51
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

25 / 50 (50 50 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

5199,7500%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
51 Stable50,94395704 ± 0,0000009499,7500%Stable
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 1884,8 °C en dessous du point de fusion (1909,85 °C)

Point de fusion 1909,85 °C
Point d’ébullition 3406,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 1884,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
1909,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
3406,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,22283256 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
4,76758 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
5,329326 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
6000 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
6000 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 23. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
V I 0398512563985
V II +1356818963568
V III +2943030
V IV +3423300423
V V +416410164
V VI +51754175
V VII +639939
V VIII +7691969
V IX +8724472
V X +9694569
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
V I 0550
V II +1408
V III +2300
V IV +3100
V V +471
V VI +562
V VII +635
V VIII +752
V IX +839
V X +928
Niveaux répertoriés par le NIST →
23 V 50.9415

Vanadium — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Ar]4s23d3
Niveaux d’énergie 2 8 11 2
États d’oxydation -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Vanadium — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
23 V 50.9415

Vanadium — Visualiseur de structure cristalline

Cubique centré · Pearson cI2
Expérimental
Pearson cI2
N° de coord. 8
Compacité 68.000%
Vanadium — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

ChargeCoordinenceSpinRayon
+26N/D79 pm
+36N/D64 pm
+45N/D53 pm
+46N/D57.99999999999999 pm
+48N/D72 pm
+54N/D35.5 pm
+55N/D46 pm
+56N/D54 pm

Composés

V
50,941 u
V
50,944 u
V+4
50,941 u
V
47,952 u
V
46,955 u
V+2
50,941 u
V
51,945 u
V
48,949 u

Isotopes (1)

Natural vanadium is a mixture of two isotopes, 50V (0.24%) and 51V (99.76%). 50V is slightly radioactive, having a half-life of> 3.9 x 1017 years. Nine other unstable isotopes are recognized.

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
51 Stable50,94395704 ± 0,0000009499,7500% ± 0,0040%Stable
stable
51 Stable
Masse atomique (u) 50,94395704 ± 0,00000094
Abondance naturelle 99,7500% ± 0,0040%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Raies spectrales

Affichage de 50 sur 2461. Seules les raies spectrales dont l’intensité a été mesurée sont affichées par défaut.

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
437.92304 nm74000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
411.17788 nm53000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
438.4713 nm44000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
438.99793 nm30000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
440.85162 nm29000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
411.51768 nm25000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
439.52233 nm23000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
440.81958 nm23000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
385.58404 nm18000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*MesuréeNIST
412.80642 nm18000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
413.19909 nm18000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
409.97833 nm17000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
410.5157 nm17000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
440.76338 nm17000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
384.074941 nm16000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*MesuréeNIST
390.22531 nm14000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
410.97575 nm14000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
413.44835 nm14000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
440.66382 nm14000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
446.02914 nm13000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*MesuréeNIST
412.34985 nm12000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
409.26831 nm11000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
411.64716 nm11000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*MesuréeNIST
382.855694 nm10000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*MesuréeNIST
387.507162 nm9000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
459.41158 nm8900000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4G*MesuréeNIST
440.05717 nm8800000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
609.02084 nm8100000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p z 4P*MesuréeNIST
386.48561 nm7900000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
381.82414 nm7800000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*MesuréeNIST
569.85189 nm7200000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
435.28654 nm6600000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4F*MesuréeNIST
445.97536 nm6300000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*MesuréeNIST
381.349106 nm6000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*MesuréeNIST
458.6366 nm5700000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4G*MesuréeNIST
570.3575 nm5600000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
624.31073 nm5500000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 6D*MesuréeNIST
409.0568 nm5300000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d3.(4F).4s.4p.(1P*) w 4F*MesuréeNIST
488.15569 nm5300000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4D*MesuréeNIST
444.168 nm5200000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*MesuréeNIST
572.70445 nm5100000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
434.0998 nm5000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4F*MesuréeNIST
458.03967 nm4400000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4G*MesuréeNIST
487.54859 nm4400000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4D*MesuréeNIST
409.54749 nm4300000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d3.(4F).4s.4p.(1P*) w 4F*MesuréeNIST
389.01792 nm4200000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 2G*MesuréeNIST
390.98572 nm4200000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*MesuréeNIST
441.64662 nm4000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
442.15674 nm4000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*MesuréeNIST
443.78304 nm4000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*MesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
134 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
112 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
106 pm

Rayons de van der Waals

Batsanov
205 pm
Alvarez
242 pm
UFF
314,4 pm
MM3
229 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
252 pm
Rayon métallique (C12)
134 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
47
Pettifor
54
Glawe
54

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
4
Robles–Bartolotti
4

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
87 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
10 a.u.
C₆
832 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
955 Ha·Bohr6

Affinité chimique

Affinité protonique
859,4 kJ/mol
Basicité en phase gazeuse
836,8 kJ/mol

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
8,36 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
4

Risque d’approvisionnement et économie

Concentration de la production
34
Risque relatif d’approvisionnement
7
Répartition des réserves
36
Stabilité politique (principal producteur)
44
Stabilité politique (principal détenteur de réserves)
24

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion2183,15 K
Point d’ébullition3680,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+5 main
0 extended
+4 extended
+3 extended
−3 extended
−1 extended
+1 extended
+2 extended

Données de référence avancées

Constantes d’écran (7)
nOrbitaleσ
1s0,5744
2p3,9272
2s6,8186
3d14,0171
3p12,215
3s11,2907
4s18,0188
Détail des rayons cristallins (8)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
2VI93
3VI78from r^3 vs V plots,
4V67
4VI72from r^3 vs V plots,
4VIII86estimated,
5IV49,5from r^3 vs V plots,
5V60
5VI68
Modes de désintégration des isotopes (52)
IsotopeModeIntensité
39p—
40p—
41p—
42p—
43B+100%
43B+p2,5%
44B+100%
44B+A—
44B+p—
45B+100%
Facteurs de diffusion des rayons X (504)
Énergie (eV)f₁f₂
10—1,06459
10,1617—1,11805
10,3261—1,17419
10,4931—1,23315
10,6628—1,29507
10,8353—1,3601
11,0106—1,42839
11,1886—1,50012
11,3696—1,57258
11,5535—1,6378

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Vanadium is found in about 65 different minerals among which are carnotite, roscoelite, vanadinite, and patronite, important sources of the metal. Vanadium is also found in phosphate rock and certain iron ores, and is present in some crude oils in the form of organic complexes. It is also found in small percentages in meteorites.

Commercial production from petroleum ash holds promise as an important source of the element. High-purity ductile vanadium can be obtained by reduction of vanadium trichloride with magnesium or with magnesium-sodium mixtures.

Much of the vanadium metal being produced is now made by calcium reduction of V2O5 in a pressure vessel, an adaption of a process developed by McKechnie and Seybair.

Références (1)

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
V

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Vanadium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Vanadium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Vanadium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Vanadium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Vanadium

This section provides all form of data related to element Vanadium.

9 PubChem Elements
Vanadium

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