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V 23

Vanadium (V)

transition-metal
Período: 4 Grupo: 5 Bloco: d

Solid

Peso atômico padrão

50,9415 u

Configuração eletrônica

[Ar] 4s2 3d3

Ponto de fusão

1909,85 °C

Ponto de ebulição

3406,85 °C

Densidade

6000 kg/m³

Estados de oxidação

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Eletronegatividade (Pauling)

1,63

Energia de ionização (1ª)

6,746187 eV

Ano da descoberta

1830

Raio atômico

135 pm

Detalhes

Origem do nome From Scandinavian goddess, Vanadis.
País da descoberta Sweden
Descobridores 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.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,63 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Eletronegatividade (Allen)
1,53
Afinidade eletrônica
0,525 eV
Energia de ionização (1ª)
6,746187 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
14,63405 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
29,311201 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
46,709161 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
65,281875 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
5 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Ar] 4s2 3d3

Termodinâmica

Calor de fusão
0,22283256 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
4,76758 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
5,329326 eV
Calor de atomização
5,329326 eV
Entalpia de atomização
5,342799 eV

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
120 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
0,003 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
302 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 11, 2 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-62-2 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
4F3/2
InChI
InChI=1S/V
Chave InChI
LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 23
Elétrons 23
Carga Neutro
Configuração V: 3d³ 4s²
Configuração eletrônica
Medido
[Ar] 3d³ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ 4s²
Diagrama de orbitais
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
3/10 3↑
Total de elétrons: 23 Desemparelhados: 3 ?

Modelo atômico

Prótons 23
Nêutrons 28
Elétrons 23
Número de massa 51
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

25 / 50 (50 50 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

5199,7500%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
51 Estável50,94395704 ± 0,0000009499,7500%Estável
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 1884,8 °C abaixo do ponto de fusão (1909,85 °C)

Ponto de fusão 1909,85 °C
Ponto de ebulição 3406,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 1884,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
1909,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
3406,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,22283256 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
4,76758 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
5,329326 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
6000 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
6000 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 23. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
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
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
23 V 50.9415

Vanadium — Visualizador de orbitais atômicos

[Ar]4s23d3
Níveis de energia 2 8 11 2
Estados de oxidação -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Vanadium — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
23 V 50.9415

Vanadium — Visualizador de estruturas cristalinas

Cúbica de corpo centrado · Pearson cI2
Experimental
Pearson cI2
Nº de coord. 8
Empacotamento 68.000%
Vanadium — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

CargaCoordenaçãoSpinRaio
+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

Compostos

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

Isótopos (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.

Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
51 Estável50,94395704 ± 0,0000009499,7500% ± 0,0040%Estável
stable
51 Estável
Massa atômica (u) 50,94395704 ± 0,00000094
Abundância natural 99,7500% ± 0,0040%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Linhas espectrais

Mostrando 50 de 2461. Por padrão, são mostradas apenas as linhas espectrais com intensidade medida.

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

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
134 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
112 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
106 pm

Raios de van der Waals

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

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
252 pm
Raio metálico (C12)
134 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
47
Pettifor
54
Glawe
54

Escalas de eletronegatividade

Ghosh
0
Miedema
4
Robles–Bartolotti
4

Polarizabilidade e dispersão

Polarizabilidade dipolar
87 a.u.
Polarizabilidade dipolar (incerteza)
10 a.u.
C₆
832 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
955 Ha·Bohr6

Afinidade química

Afinidade protônica
859,4 kJ/mol
Basicidade em fase gasosa
836,8 kJ/mol

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
8,36 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
4

Risco de abastecimento e economia

Concentração da produção
34
Risco relativo de abastecimento
7
Distribuição das reservas
36
Estabilidade política (maior produtor)
44
Estabilidade política (detentor das maiores reservas)
24

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão2183,15 K
Ponto de ebulição3680,15 K

Categorias de estados de oxidação

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

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (7)
nOrbitalσ
1s0,5744
2p3,9272
2s6,8186
3d14,0171
3p12,215
3s11,2907
4s18,0188
Detalhes dos raios cristalinos (8)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
2VI93
3VI78from r^3 vs V plots,
4V67
4VI72from r^3 vs V plots,
4VIII86estimated,
5IV49,5from r^3 vs V plots,
5V60
5VI68
Modos de decaimento dos isótopos (52)
IsótopoModoIntensidade
39p—
40p—
41p—
42p—
43B+100%
43B+p2,5%
44B+100%
44B+A—
44B+p—
45B+100%
Fatores de espalhamento de raios X (504)
Energia (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

Dados adicionais

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.

Referências (1)

Referências

(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.

Nota sobre a licença: 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/

Nota sobre a licença: 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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