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V 23

Vanadium (V)

transition-metal
周期: 4 族: 5 ブロック: d

Solid

標準原子量

50.9415 u

電子配置

[Ar] 4s2 3d3

融点

1909.85 °C

沸点

3406.85 °C

密度

6000 kg/m³

酸化数

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

電気陰性度(Pauling)

1.63

第1イオン化エネルギー

6.746187 eV

発見年

1830

原子半径

135 pm

詳細

名称の由来 From Scandinavian goddess, Vanadis.
発見国 Sweden
発見者 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.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
135 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
153 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
179 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
122 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
6000 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.00835 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1909.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
3406.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
30.7 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.489 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
24.89 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
体心立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.63 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.53
電子親和力
0.525 eV
第1イオン化エネルギー
6.746187 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
14.63405 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
29.311201 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
46.709161 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
65.281875 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 全元素の酸化数を比較 →
価電子
5 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2 3d3

熱力学的性質

融解熱
0.22283256 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
4.76758 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
5.329326 eV
原子化熱
5.329326 eV
原子化エンタルピー
5.342799 eV

原子核

陽子数
23 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
28 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
29 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
V-51
発見年
1830

存在度

存在度(地殻)
120 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
0.003 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
302 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 11, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-62-2 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
4F3/2
InChI
InChI=1S/V
InChI Key
LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 23
電子 23
電荷 中性
電子配置 V: 3d³ 4s²
電子配置
測定値
[Ar] 3d³ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ 4s²
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
3/10 3↑
総電子数: 23 不対電子: 3 ?

原子モデル

陽子 23
中性子 28
電子 23
質量数 51
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

5199.7500%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
51 安定50.94395704 ± 0.0000009499.7500%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1909.85 °C)より1884.8 °C低い

融点 1909.85 °C
沸点 3406.85 °C
融点との差(下) 1884.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1909.85 °C
沸点 文献値
3406.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.22283256 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
4.76758 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
5.329326 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
6000 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
6000 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全23件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
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
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
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
NIST準位データの収録状況 →
23 V 50.9415

Vanadium — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s23d3
エネルギー準位 2 8 11 2
酸化数 -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Vanadium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
23 V 50.9415

Vanadium — 結晶構造可視化ツール

体心立方格子 · ピアソン記号 cI2
実験値
ピアソン記号 cI2
配位数 8
充填率 68.000%
Vanadium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+26データなし79 pm
+36データなし64 pm
+45データなし53 pm
+46データなし57.99999999999999 pm
+48データなし72 pm
+54データなし35.5 pm
+55データなし46 pm
+56データなし54 pm

化合物

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

同位体 (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.

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
51 安定50.94395704 ± 0.0000009499.7500% ± 0.0040%安定
stable
51 安定
原子質量(u) 50.94395704 ± 0.00000094
天然存在比 99.7500% ± 0.0040%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全2461件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

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

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
134 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
112 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
106 pm

ファンデルワールス半径

Batsanov
205 pm
Alvarez
242 pm
UFF
314.4 pm
MM3
229 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
252 pm
金属半径(C12)
134 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
47
Pettifor
54
Glawe
54

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
4
Robles–Bartolotti
4

分極率と分散

双極子分極率
87 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
10 a.u.
C₆
832 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
955 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
859.4 kJ/mol
気相塩基性
836.8 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
8.36 cm3/mol
ミーデマ電子密度
4

供給リスクと経済性

生産集中度
34
相対供給リスク
7
埋蔵量の分布
36
政治的安定性(最大生産国)
44
政治的安定性(最大埋蔵国)
24

相転移と同素体

融点2183.15 K
沸点3680.15 K

酸化数の分類

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

専門参考データ

遮蔽定数 (7)
n軌道σ
1s0.5744
2p3.9272
2s6.8186
3d14.0171
3p12.215
3s11.2907
4s18.0188
結晶半径の詳細 (8)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
2VI93
3VI78from r^3 vs V plots,
4V67
4VI72from r^3 vs V plots,
4VIII86estimated,
5IV49.5from r^3 vs V plots,
5V60
5VI68
同位体の崩壊形式 (52)
同位体モード強度
39p—
40p—
41p—
42p—
43B+100%
43B+p2.5%
44B+100%
44B+A—
44B+p—
45B+100%
X線散乱因子 (504)
エネルギー (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

追加データ

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.

参考文献 (1)

参考文献

(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.

ライセンスに関する注記: 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/

ライセンスに関する注記: 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

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

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