← К таблице
V 23

Ванадий (V)

Переходный металл
Период: 4 Группа: 5 Блок: s

Твердое вещество

Стандартный атомный вес

50.9415 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s2 3d3

Температура плавления

1909.85 °C (2183 K)

Температура кипения

3406.85 °C (3680 K)

Плотность

6000 kg/m³

Степени окисления

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Электроотрицательность (Полинг)

1.63

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1830

Атомный радиус

135 pm

Дополнительно

Происхождение названия От скандинавской богини Ванадис.
Страна открытия Швеция
Первооткрыватели Нильс Сефстрём

Ванадий — твёрдый ранний переходный металл с переменными степенями окисления и сильным сродством к кислороду, азоту и углероду. В природе он встречается главным образом в рассеянном виде в минералах, а не как самородный металл. Его технологическое значение обусловлено прежде всего легированием стали и ванадиевыми редокс-проточными батареями. В химическом отношении он примечателен доступностью состояний +2, +3, +4 и +5, часто образующих отчётливо окрашенные ионы и оксиды.

Чистый ванадий — яркий белый металл, мягкий и пластичный. Он хорошо устойчив к коррозии в щелочах, серной и соляной кислотах, а также в морской воде, однако металл легко окисляется выше 660°C.

Металл обладает хорошей конструкционной прочностью и малым сечением захвата нейтронов при делении, что делает его полезным в ядерных применениях.

Название происходит от скандинавской богини любви и красоты Фрейи Ванадис, из-за множества красивых многоцветных соединений. Ванадий был открыт шведским врачом и химиком Нильсом-Габриэлем Сефстрёмом в 1830 году.

Первоначально ванадий был открыт испанским минералогом Андресом Мануэлем дель Рио-и-Фернандесом в 1801 году, который назвал его erythronium, по названию растения, цветки которого имеют множество красивых оттенков. Позднее дель Рио решил, что в его свинцовом образце на самом деле содержится хром. Металлический ванадий был впервые выделен английским химиком Генри Энфилдом Роско в 1869 году.

Ванадий был открыт испанским химиком Андресом Мануэлем дель Рио в 1801 году. Рио отправил образцы ванадиевой руды и письмо с описанием своих методов в Institute de France в Париже, Франция, для анализа и подтверждения. К несчастью для Рио, его письмо было утеряно в кораблекрушении, и институт получил только образцы, к которым была приложена краткая записка, описывавшая, насколько этот новый элемент, который Рио назвал erythronium, похож на хром. Рио отказался от своего заявления, когда получил из Парижа письмо, оспаривавшее его открытие. Ванадий был повторно открыт шведским химиком Нильсом Габриэлем Сефстрёмом в 1830 году при анализе образцов железа из шахты в Швеции. Ванадий был выделен сэром Генри Энфилдом Роско, английским химиком, в 1867 году путем соединения трихлорида ванадия (VCl3) с водородом (H2). Сегодня ванадий в основном получают из минералов ванадинита (Pb5(VO)3Cl) и карнотита (K2(UO2)2VO4·1-3H2O) путем нагревания измельченной руды в присутствии углерода и хлора для получения трихлорида ванадия. Затем трихлорид ванадия нагревают с магнием в атмосфере аргона.

Назван в честь скандинавской богини Ванадис. Ванадий впервые был открыт дель Рио в 1801 году. К несчастью, французский химик ошибочно заявил, что новый элемент дель Рио представляет собой лишь загрязненный хром. Дель Рио решил, что он ошибся, и принял заявление французских химиков.

Элемент был повторно открыт в 1830 году Сефстрёмом, который назвал его в честь скандинавской богини Ванадис из-за его красивых многоцветных соединений. В почти чистом виде он был выделен Роско, который в 1867 году восстановил хлорид водородом.

Ванадий чистотой 99,3–99,8% не был получен до 1922 года.

Читать про Ванадий на Википедии

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.)
135 pm
Ковалентный радиус
153 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса
179 pm
Металлический радиус
122 pm
Плотность
Молярный объём
0.00835 L/mol
Агрегатное состояние (НУ)
solid
Температура плавления
1909.85 °C
Температура кипения
3406.85 °C
Теплопроводность
30.7 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость
0.489 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость
24.89 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура
bcc

Химические

Электроотрицательность (Полинг)
1.63
Электроотрицательность (Аллен)
1.53
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
Валентные электроны
5
Электронная конфигурация

Термодинамические

Теплота плавления
0.22283256 eV
Теплота парообразования
4.76758 eV
Теплота возгонки
5.329326 eV
Теплота атомизации
5.329326 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Протоны
23
Нейтроны
28
Известные изотопы
29
Стабильные изотопы
1
Наиболее стабильный изотоп
V-51
Год открытия
1830

Распространённость

Распространённость (земная кора)
120 мг/кг
Распространённость (океан)

Кристаллическая структура

Параметр решётки a
302 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке
2, 8, 11, 2

Идентификаторы

Номер CAS
7440-62-2
Термный символ
InChI
InChI=1S/V
InChI Key
LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Измерено

Заряд иона
Протоны 23
Электроны 23
Заряд Нейтральный
Конфигурация V: 3d³ 4s²
Электронная конфигурация
Измерено
[Ar] 3d³ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ 4s²
Орбитальная диаграмма
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
3/10 3↑
Всего электронов: 23 Неспаренных: 3 ?

Модель атома

Протоны 23
Нейтроны 28
Электроны 23
Массовое число 51
Стабильность Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 50 с интенсивностью)
Измерено
Испускание Видимый: 380–750 нм
Источник: NIST Atomic Spectra Database Длины волн в воздухе

Распределение изотопов

5199.7500%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
51 Стабильный50,94395704 ± 0,0000009499.7500%Стабильный
Измерено

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1884.8 °C ниже точки плавления (1909.85 °C)

Температура плавления 1909.85 °C
Температура кипения 3406.85 °C
Ниже точки плавления на 1884.8 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Плавление
Кипение
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Литература
1909.85 °C
Температура кипения Литература
3406.85 °C
Текущая фаза Расчёт
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Литература
0.22283256 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Литература
4.76758 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Литература
5.329326 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Литература
6000 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Расчёт
6000 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 23 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

ИонЗарядВсего линийВероятности переходовОбозначения уровней
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 спектральные линии →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядУровни
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 энергетические уровни →
23 V 50.9415

Vanadium — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s23d3
Уровни энергии 2 8 11 2
Степени окисления -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Vanadium — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
23 V 50.9415

Vanadium — Визуализатор кристаллической структуры

Body-Centered Cubic · Pearson cI2
Экспериментальные
Pearson cI2
Коорд. № 8
Упаковка 68.000%
Vanadium — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+26N/A79 пм
+36N/A64 пм
+45N/A53 пм
+46N/A57.99999999999999 пм
+48N/A72 пм
+54N/A35.5 пм
+55N/A46 пм
+56N/A54 пм

Соединения

V
50.941 а.е.м.
V
50.944 а.е.м.
V+4
50.941 а.е.м.
V
47.952 а.е.м.
V
46.955 а.е.м.
V+2
50.941 а.е.м.
V
51.945 а.е.м.
V
48.949 а.е.м.

Изотопы (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.

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
51 Стабильный50,94395704 ± 0,0000009499.7500% ± 0.0040%Стабильный
stable
51 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 50,94395704 ± 0,00000094
Природная распространённость 99.7500% ± 0.0040%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 2461 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
437.92304 нм74000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
411.17788 нм53000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
438.4713 нм44000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
438.99793 нм30000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
440.85162 нм29000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
411.51768 нм25000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
439.52233 нм23000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
440.81958 нм23000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
385.58404 нм18000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*ИзмереноNIST
412.80642 нм18000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
413.19909 нм18000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
409.97833 нм17000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
410.5157 нм17000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
440.76338 нм17000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
384.074941 нм16000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*ИзмереноNIST
390.22531 нм14000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
410.97575 нм14000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
413.44835 нм14000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
440.66382 нм14000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
446.02914 нм13000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*ИзмереноNIST
412.34985 нм12000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
409.26831 нм11000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
411.64716 нм11000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6D*ИзмереноNIST
382.855694 нм10000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*ИзмереноNIST
387.507162 нм9000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
459.41158 нм8900000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4G*ИзмереноNIST
440.05717 нм8800000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
609.02084 нм8100000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p z 4P*ИзмереноNIST
386.48561 нм7900000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
381.82414 нм7800000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*ИзмереноNIST
569.85189 нм7200000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
435.28654 нм6600000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4F*ИзмереноNIST
445.97536 нм6300000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*ИзмереноNIST
381.349106 нм6000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4D*ИзмереноNIST
458.6366 нм5700000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4G*ИзмереноNIST
570.3575 нм5600000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
624.31073 нм5500000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 6D*ИзмереноNIST
409.0568 нм5300000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d3.(4F).4s.4p.(1P*) w 4F*ИзмереноNIST
488.15569 нм5300000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4D*ИзмереноNIST
444.168 нм5200000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*ИзмереноNIST
572.70445 нм5100000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
434.0998 нм5000000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4F*ИзмереноNIST
458.03967 нм4400000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4G*ИзмереноNIST
487.54859 нм4400000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 4D*ИзмереноNIST
409.54749 нм4300000V Iemission3d4.(5D).4s a 4D → 3d3.(4F).4s.4p.(1P*) w 4F*ИзмереноNIST
389.01792 нм4200000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d3.(4F).4s.4p.(3P*) z 2G*ИзмереноNIST
390.98572 нм4200000V Iemission3d3.4s2 a 4F → 3d4.(5D).4p y 4F*ИзмереноNIST
441.64662 нм4000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
442.15674 нм4000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p y 6F*ИзмереноNIST
443.78304 нм4000000V Iemission3d4.(5D).4s a 6D → 3d4.(5D).4p z 6P*ИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)
 
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
 
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)
 

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Batsanov
 
Alvarez
 
UFF
 
MM3
 

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)
 
Металлический радиус (C12)
 

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость
 
Дипольная поляризуемость (погр.)
 
C₆
 
C₆ (Gould–Bučko)
 

Химическое сродство

Сродство к протону
 
Основность в газовой фазе
 

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы
 
Электронная плотность Мидемы

Риск поставок и экономика

Концентрация производства
Относительный риск поставок
Распределение запасов
Политическая стабильность (топ-производитель)
Политическая стабильность (топ-запасы)

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления2183.15 K
Температура кипения3680.15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (7)
nОрбитальσ
1s0.5744
2p3.9272
2s6.8186
3d14.0171
3p12.215
3s11.2907
4s18.0188
Детализация кристаллических радиусов (8)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
2VI93
3VI78from r^3 vs V plots,
4V67
4VI72from r^3 vs V plots,
4VIII86estimated,
5IV49.5from r^3 vs V plots,
5V60
5VI68
Режимы распада изотопов (52)
ИзотопРежимИнтенсивность
39p—
40p—
41p—
42p—
43B+100%
43B+p2.5%
44B+100%
44B+A—
44B+p—
45B+100%
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
Энергия (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

Дополнительные данные

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Посетить источник Лицензия
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.

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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/

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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.

Посетить источник Лицензия
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

Посетить источник Лицензия
8 PubChem Elements
Vanadium

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

Лицензия
9 PubChem Elements
Vanadium

The element property data was retrieved from publications.

Лицензия

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.