V 23

Vanadium (V)

transition-metal
주기: 4 족: 5 블록: d

Solid

표준 원자량

50.9415 u

전자 배치

[Ar] 4s2 3d3

녹는점

1909.85 °C

끓는점

3406.85 °C

밀도

6000 kg/m³

산화 상태

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

전기 음성도(Pauling)

1.63

제1 이온화 에너지

6.746187 eV

발견 연도

1830

원자 반지름

135 pm

상세 정보

이름의 유래 From Scandinavian goddess, Vanadis.
발견 국가 Sweden
발견자 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.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
135 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
153 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
179 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
금속 반지름
122 pm 모든 원소의 금속 반지름 비교 →
밀도
6000 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.00835 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1909.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
3406.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
30.7 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
0.489 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
24.89 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
체심 입방 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.63 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
1.53
전자 친화도
0.525 eV
제1 이온화 에너지
6.746187 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
14.63405 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
29.311201 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
46.709161 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
65.281875 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
5 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Ar] 4s2 3d3

열역학적 특성

융해열
0.22283256 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
4.76758 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
5.329326 eV
원자화열
5.329326 eV
원자화 엔탈피
5.342799 eV

핵 특성

양성자 수
23 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
28 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
29 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
1 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
V-51
발견 연도
1830

존재비

존재비(지각)
120 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
0.003 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
302 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 11, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-62-2 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
4F3/2
InChI
InChI=1S/V
InChI 키
LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 23
전자 23
전하 중성
배치 V: 3d³ 4s²
전자 배치
측정값
[Ar] 3d³ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ 4s²
오비탈 도표
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
3/10 3↑
총 전자 수: 23 홀전자: 3 ?

원자 모형

양성자 23
중성자 28
전자 23
질량수 51
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

25 / 50 (50 세기 정보가 있는 선 50개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

5199.7500%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
51 안정50.94395704 ± 0.0000009499.7500%안정
측정값

상 / 상태

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

이유: 녹는점(1909.85 °C)보다 1884.8 °C 낮음

녹는점 1909.85 °C
끓는점 3406.85 °C
녹는점 미달 온도 1884.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
1909.85 °C
끓는점 문헌값
3406.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.22283256 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
4.76758 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
5.329326 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
6000 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
6000 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 23개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
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 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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 보유 에너지 준위 데이터 →
23 V 50.9415

Vanadium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Ar]4s23d3
에너지 준위 2 8 11 2
산화 상태 -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
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23 V 50.9415

Vanadium — 결정 구조 시각화 도구

체심 입방 · 피어슨 기호 cI2
실험 기반
피어슨 기호 cI2
배위수 8
충전율 68.000%
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+26해당 없음79 pm
+36해당 없음64 pm
+45해당 없음53 pm
+46해당 없음57.99999999999999 pm
+48해당 없음72 pm
+54해당 없음35.5 pm
+55해당 없음46 pm
+56해당 없음54 pm

화합물

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

동위원소 (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.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
51 안정50.94395704 ± 0.0000009499.7500% ± 0.0040%안정
stable
51 안정
원자 질량(u) 50.94395704 ± 0.00000094
천연 존재비 99.7500% ± 0.0040%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

스펙트럼선

전체 2461개 중 50개를 표시합니다. 기본적으로 세기가 측정된 스펙트럼선만 표시됩니다.

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

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
134 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
112 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
106 pm

반데르발스 반지름

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

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
252 pm
금속 반지름(C12)
134 pm

번호 척도

Mendeleev
47
Pettifor
54
Glawe
54

전기 음성도 척도

Ghosh
0
Miedema
4
Robles–Bartolotti
4

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
87 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
10 a.u.
C₆
832 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
955 Ha·Bohr6

화학 친화력

양성자 친화도
859.4 kJ/mol
기체상 염기성
836.8 kJ/mol

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
8.36 cm3/mol
미데마 전자 밀도
4

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
34
상대적 공급 위험
7
매장량 분포
36
정치적 안정성(최대 생산국)
44
정치적 안정성(최대 매장국)
24

상전이 및 동소체

녹는점2183.15 K
끓는점3680.15 K

산화 상태 분류

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

심화 참고 데이터

차폐 상수 (7)
n오비탈σ
1s0.5744
2p3.9272
2s6.8186
3d14.0171
3p12.215
3s11.2907
4s18.0188
결정 반지름 상세 정보 (8)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
2VI93
3VI78from r^3 vs V plots,
4V67
4VI72from r^3 vs V plots,
4VIII86estimated,
5IV49.5from r^3 vs V plots,
5V60
5VI68
동위원소 붕괴 방식 (52)
동위원소모드세기
39p—
40p—
41p—
42p—
43B+100%
43B+p2.5%
44B+100%
44B+A—
44B+p—
45B+100%
X선 산란 인자 (504)
에너지 (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

추가 데이터

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.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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.

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