Vanadium

23 titaan ← vanadium → chroom - ↑ V ↓ Nb Periodieke tabel
Algemeen
Naam, simbool, getal	vanadium, V, 23
Chemiese reeks	oorgangsmetaal
Groep, periode, blok	5, 4, d
Voorkoms
Atoommassa	50.9415 g/mol
Elektronkonfigurasie	[Ar] 3d3 4s2
Elektrone per skil	2, 8, 11, 2
Fisiese eienskappe
Toestand	vastestof
Digtheid (naby k.t.)	6.0 g/cm³
Vloeistof digtheid teen s.p.	5.5 g/cm³
Smeltpunt	2183 K (1910 °C)
Kookpunt	3680 K (3407 °C)
Smeltingswarmte	21.5 kJ/mol
Verdampingswarmte	459 kJ/mol
Warmtekapasiteit	(25 °C) 24.89 J/(mol·K)
Dampdruk P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k teen T/K 2101 2289 2523 2814 3187 3679
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur	kubies-liggaamsgesentreerd
Strukturbericht-kode	A2
Oksidasietoestande	5, 3 (amfoteriese oksied)
Elektronegatiwiteit	1.63 (Skaal van Pauling)
Ionisasie-energieë	1ste: 650.9 kJ/mol
	2de: 1414 kJ/mol
	3de: 2830 kJ/mol
Atoomradius	135 pm
Atoomradius (ber.)	171 pm
Kovalente radius	125 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking	???
Elektriese resistiwiteit	(20 °C) 197 nΩ·m
Termiese geleidingsvermoë	(300 K) 30.7 W/(m·K)
Termiese uitsetting	(25 °C) 8.4 µm/(m·K)
Spoed van klank (dun staaf)	(20 °C) 4560 m/s
Young se modulus	128 GPa
Skuifmodulus	47 GPa
Massamodulus	160 GPa
Poissonverhouding	0.37
Mohs se hardheid	7.0
Vickers hardheid	628 MPa
Brinell hardheid	628 MPa
CAS-registernommer	7440-62-2
Vernaamste isotope
Isotope van vanadium iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP 48V sin 15.97 d ε - 48Ti β+ 0.694 48Ti γ 0.98, 1.3 - 49V sin 330 d ε - 49Ti 50V 0.25% 1.4E17 j ε - 50Ti β- 1.037 50Cr γ 0.78, 1.55 - 51V 99.75% V is stabiel met 28 neutrone
Portaal Chemie

Vanadium is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool V en atoomgetal 23. Vanadium is 'n skaars, sagte en smeebare metaal. Dit word in verbinding in sekere minerale aangetref en word gebruik in die vervaardiging van sekere soorte legerings.

Suid-Afrika is in 2023 die derde grootste produseerder van die metaal.^[1]

Vanadium is eers in Suid-Afrika geproduseer aan die einde van die 19de eeu in die vorm van loodvanadiumkonsentraat deur die Doornhoek loodmyn naby Zeerust. Grootskaalse produksie het in 1957 begin toe die Amerikaanse Minerals Engineering Company 'n myn gestig het by Kennedy's Vale, 20 km suidwes van Steelport Station. Ekstraksie uit die erts het in dié maatskappy se fabriek in Witbank plaasgevind. In 1985 was die grootste bekende voorraad van die wêreld die titanomagnetietsome van die Bosveldstollingskompleks se mafiese intrusies. Die soom het 'n taamlike gelykmatige gehalte van 1,6 ± 0,2 % vanadiumpentoksied (V₂O₅). Hierdie soom bevat veral magnetiet, ulvospinel (Fe₂TiO₄) en ilmeniet. Vanadium is dalk hierin opgelos en V³⁺ vervang Fe³⁺.^[2]

Vanadium word saam met niobium en molibdeen aan stale toegevoeg om hulle sterkte, lasbaarheid en laetemperatuurtaaiheid te vergroot.^[2] Die toevoeging van vanadium aan staal het heelparty gevolge

1. Vanadium vorm karbiede; dit vergroot die staal se hardheid en slytweerstand van gereedskapstaal, veral by hoër temperature
2. Vanadium is 'n sterk nitriedvormer
3. Vanadium vertraag die vorming van bainiet
4. Vanadium vertraag die vorming van perliet. Dit word gebruik in stale met ferriet-martensietstrukture

Die chemie van hierdie element is taamlik ingewikkeld, ten dele omdat dit in verskeie oksidasietoestande kan optree: V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, V⁵⁺, ten dele ook omdat hierdie toestande saam in een verbinding kan voorkom, die sg. gemengdevalensie-verbindings. Vanadium vertoon goeie korrosie-eienskappe by lae temperature en is oplosbaar in salpetersuur en in swawelsuur, maar nie in soutsuur nie. By hoër temperature reageer dit met die lug se suurstof en selfs met stikstof of koolstof. In die natuur kom dit nie as vrye metaal voor nie. ^[3]"

Afhanklik van die oksidasietoestand kan waterige oplossings van vanadium verskeie kleure vertoon. Die vier oksidasietoestande van vandiumoplossings word in vloeibatterye aangewend. ^[4]

Die V-O fasediagram is baie kompleks. Daar is vier oksiede met net een oksidasietoestand en hulle het ander kleure: ^[3]

1. vanadium(II)oksied VO (grys metallies^[5])
2. vanadium(III)oksied V₂O₃ (groen, swart)
3. vanadium(IV)oksied VO₂ (blou)
4. vanadium(V)oksied V₂O₅ (geel tot oranje)

Daarnaas bestaan heelparty oksiede met gemengde valensie. Hulle behoort aan twee reekse:

1. die Magnéli-reeks V_nO_2n-1
2. die Wadsley-reeks V_nO_2n+1

Die struktuur van die vanadate van V⁵⁺ en die fosfate s'n is taamlik eenders. Daar is:^[6]

1. ortovanadate M₃VO₄ met die tetraëdriese anioon VO3−4
2. pirovanadate M₄V₂O₇ met die anioon V₂O4−7 wat uit twee tetraëders bestaan wat een hoek deel
3. metavanadate MVO₃ wat kettings van [VO₄]-tetraëders bevat wat hoeke deel.

Die kalium- en natriummetavanadaat (KVO₃ en NaVO₃) is kleurlose verbindings wat van kommersiële belang is. Vanadium is gewoonlik in viervoudige koördinasie, maar in die hidraat KVO₃.H₂O het vanadium vyf bure: drie suurstofbure wat met ander vanadiumatome gedeel word en twee eindstandige ligande.^[6]

In seewater is vanadium ná molibdeen die tweede volopste oorgangsmetaal. In seewater is die oksidasietoestand 5+. en die konsentrasie is 35-50 nM. In menselik bloed is die konsentrasie nouliks hoër. Daar is bakterieë met nitrogenases en haloperoksidases wat vanadium bevat.^[7] In die bloed van sommige sakpypies van die familie Ascidiidae word 'n proteïen vanadobin aangetref wat vanadium bevat. Die vanadiumkonsentrasie in die bloed van Ascidia gemmata is tot vier miljoen maal hoër as die seewater s'n. Die oksidasietoestand is laer, moontlik 3+^[8]

• Wikiwoordeboek het 'n inskrywing vir vanadium.

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Vanadium.