Vanadiu (element chimic): istoria numelui, structura atomului, valența

Printre cele 115 elemente chimice cunoscute astăzi, mulți au primit numele lor în onoarea eroilor miturilor grecești, zei. Alții au apelat la numele descoperitorilor și al oamenilor de știință celebri. Încă alții au fost numiți de țări, orașe, obiecte geografice. Este deosebit de interesant istoria numelui unui element, cum ar fi vanadiul. Și în sine acest metal este destul de important și are caracteristici speciale. Prin urmare, ia în considerare în detaliu.

Vanadiul este un element chimic în tabelul periodic

Dacă vom caracteriza acest element prin poziția în sistem periodic, atunci există mai multe puncte principale.

1. Se află în a patra perioadă mare, al cincilea grup, principalul subgrup.
2. Numărul de serie este 23.
3. Masa atomică a elementului este 50,9415.
4. Simbolul chimic este V.
5. Numele latin este vanadiu.
6. Numele rus este vanadiul. Elementul chimic din formule este citit ca "vanadiu".
7. Este un metal tipic, prezintă proprietăți de reducere.

Din poziția din sistemul de elemente, este evident că, ca o substanță simplă, acest element va avea proprietăți similare cu cele ale tantalului și niobiului.

Caracteristici ale structurii atomului

Vanadiul este un element chimic, structura atomică care este exprimată prin formula electronică generală 3d³4s². Evident, datorită unei astfel de configurații, atât valența cât și gradul de oxidare pot prezenta valori inegale.

Această formulă permite să prezicăți proprietățile vanadiului ca o substanță simplă - acesta este un metal tipic care formează un număr mare de compuși diferiți, inclusiv numărul celor complexe.

Valența caracteristică și gradul de oxidare

Datorită prezenței a trei electroni nepartiți în 3d subsal, vanadiul poate prezenta o stare de oxidare +3. Cu toate acestea, nu este singurul. Există patru valori posibile:

• +2;
• +3;
• +4;
• +5.

În acest caz, vanadiul - element chimic, valență care are de asemenea doi indicatori: IV și V. De aceea conexiunile pentru acest atom sunt foarte multe și toate au o colorare frumoasă. Mai ales acest lucru este renumit pentru complexe de apă și săruri de metale.

Vanadiu: un element chimic. Istoria titlurilor

Dacă vorbim despre istoria descoperirii acestui metal, ar trebui să ne întoarcem la începutul secolului al XVIII-lea. În această perioadă, în 1801, mexicanul del Rio a reușit să descopere un element necunoscut în compoziția rocilor de plumb, un eșantion pe care îl explora. După o serie de experimente, del Rio a primit câteva săruri metalice frumos colorate. El ia dat numele de "eritron", dar mai târziu a acceptat-o ​​pentru săruri de crom, așa că palmierul nu a primit campionatul în deschidere.

Mai târziu un alt om de știință, Swede Sefström, a reușit să obțină acest metal, separându-l de minereul de fier. Acest chimist are îndoieli că elementul este nou și necunoscut, nu a fost. Prin urmare, descoperitorul este el. Împreună cu Jens Berzelius, el a dat numele elementului deschis - vanadiu.

De ce asta? În mitologia nordică, există o zeita care este personificarea iubirii, rezistenta, loialitate și devotament. E același lucru zeita frumusetii. Numele ei era Vanadis. După ce oamenii de știință au studiat proprietățile compușilor elementului, a devenit destul de evident pentru ei că sunt foarte frumoși, colorați. Și adăugarea de metale la aliaje crește dramatic calitatea și forța și stabilitatea lor. Prin urmare, în onoarea zeiței Vanadis, i sa dat numele unui metal neobișnuit și important.

Vanadiul este un element chimic, care în formă substanță simplă a fost primit chiar mai târziu. Doar în 1869 chimistul englez G. Roscoe a reușit să izoleze metalul într-o formă liberă de pe stâncă. Un alt om de stiinta F. Weller a dovedit ca odata descoperita del Rio "cromul" este vanadiul. Cu toate acestea, mexicanul nu a trăit pentru a vedea în această zi și nu a învățat despre descoperirea lui. În Rusia, numele elementului a venit datorită lui GI Hess.

Un compus simplu de vanadiu

Ca o chestiune simplă, atomul în cauză este un metal. Are o serie de proprietăți fizice.

1. Culoare: alb argintiu, strălucitor.
2. Brută, greu, greu, deoarece densitatea este de 6,11 g / cm³.
3. Punct de topire - 1920 ⁰C, care îi permite să fie atribuită metalelor refractare.
4. Nu se oxidează în aer.

Deoarece în forma sa liberă este imposibil să o întâlnim în natură, oamenii trebuie să o despartă de compoziția diferitelor minerale și roci.

Vanadiu - un element chimic-metal, care prezintă o activitate chimică destul de ridicată atunci când este încălzită și anumite condiții. Dacă vorbim despre parametrii standard ai mediului, atunci este capabil să reacționeze numai cu acizi concentrați, vodcă regală.

Cu unele nemetalici formează compuși binari, reacțiile având loc la temperaturi ridicate. În topiturile de alcaline se dizolvă, formând complexe - vanadate. Oxigenul ca oxidant puternic se dizolvă în vanadiu și cu atât mai mare este temperatura încălzirii amestecului.

Fiind în natură și izotopi

Dacă vorbim despre prevalența atomului în cauză în natură, atunci vanadiul este un element chimic care aparține celor împrăștiate. Este o parte din aproape toate rocile mari, minereuri și minerale. Dar nicăieri nu se întâmplă mai mult de 2%.

Conținutul în crusta pământului este considerabil 1,9 * 10^-7. Pe acest indicator se află în fața cuprului, zincului, plumbului. Pietrele metalice proprii nu se formează, dar există mai multe depozite care sunt considerate a fi vanadiu. Ele conțin fier, în cristal lattice care este încorporat în atomi de vanadiu în cantități mari.

Acestea sunt rase precum:

• vanadinit;
• cartușe;
• carnotit;
• Chile.

De asemenea, puteți găsi metalul în cauză:

• cenusa de plante;
• apa de ocean;
• corpurile ascidienilor, holoturieni;
• organismele de plante terestre și animale.

Dacă vorbim de izotopi de vanadiu, sunt doar două: cu un număr de masă de 51, care este majoritatea covârșitoare - 99,77%, și cu un număr de masă de 50, care este împrăștiat radioactiv și are loc în cantități nesemnificative.

Compuși de vanadiu

Am menționat deja mai sus că, ca element chimic, un metal dat are o activitate suficientă pentru a forma un număr mare de compuși diferiți. Astfel, sunt cunoscute următoarele tipuri de substanțe cu participarea vanadiului.

1. Oxizii.
2. Hidroxizi.
3. Săruri binare (cloruri, fluoruri, bromuri, sulfuri, ioduri).
4. Oxizi (oxicloruri, oxibromuri, oxitrifluoruri și altele).
5. Saruri complexe.

Deoarece valența elementului variază suficient de mult, atunci se produc multe substanțe. Principala caracteristică distinctivă a tuturor acestora este colorarea. Vanadiul este un element chimic a cărui analiză a compușilor arată că culoarea poate varia de la alb și galben la roșu și albastru, incluzând nuanțe de verde, portocaliu, negru și violet. În parte, acesta a fost motivul pentru care au dat numele atomului, pentru că arată într-adevăr foarte frumos.

Cu toate acestea, mulți dintre compuși se obțin numai în condiții de reacție destul de severe. În plus, majoritatea sunt substanțe toxice, periculoase pentru oameni. Starea agregată a substanțelor poate fi foarte diferită. De exemplu, clorurile, bromurile și fluorurile sunt de multe ori cristale roz negru, verde sau negru. Un oxid - sub formă de pulberi.

Pregătirea și utilizarea metalelor

Obțineți vanadiu, izolându-l de roci și minereuri. Iar acele minerale, care conțin chiar 1% din metal, sunt considerate extrem de bogate în vanadiu. După separarea unei probe dintr-un amestec de fier și vanadiu, se transferă într-o soluție concentrată. Din aceasta, vanadatul de sodiu se izolează prin acidulare, din care se obține apoi o probă foarte concentrată, cu un conținut de metal de până la 90%.

Acest turt uscat este apoi calcinat într-un cuptor și redus la o stare metalică de vanadiu. În această formă, materialul este gata de utilizare.

Vanadiul este un element chimic utilizat pe scară largă în industrie. Mai ales în construcția de mașini și topirea aliajelor de oțel. Pot fi identificate câteva zone de bază de utilizare a metalelor.

1. Industria textilă.
2. Fabricarea sticlei.
3. Fabricarea ceramicii și a cauciucului.
4. Industria lacurilor și a lacurilor.
5. Pregătirea și sinteza chimicalelor (producția de sulf).
6. Fabricarea reactoarelor nucleare.
7. Aviație și construcții navale, inginerie mecanică.

Vanadiul este o componentă foarte importantă de aliere pentru producerea de aliaje rezistente la coroziune ușoare, durabile, în cea mai mare parte din oțeluri. Nu-i de mirare că se numește "metal din metal".