Vanadio

Vanadio
  

23
V
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  
titanio ← vanadio → cromo
Aspetto
Aspetto dell'elemento
metallo grigio-argenteo
Generalità
Nome, simbolo, numero atomicovanadio, V, 23
Seriemetalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco5, 4, d
Densità6 110 kg/m³
Durezza7,0
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico50,9415
Raggio atomico (calc.)135 (171) pm
Raggio covalente125 pm
Configurazione elettronica[Ar]3d34s2
e per livello energetico2, 8, 11, 2
Stati di ossidazione5,3 (anfotero)
Struttura cristallinacubico a corpo centrato
Proprietà fisiche
Stato della materiaSolido
Punto di fusione2 175 K (1902 °C)
Punto di ebollizione3 682 K (3 409 °C)
Volume molare8,32 × 10−6  m³/mol
Entalpia di vaporizzazione452 J/mol
Calore di fusione20,9 kJ/mol
Tensione di vapore3,06 Pa a 2 175 K
Velocità del suono4 560 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
7440-62-2
Elettronegatività1,63 (scala di Pauling)
Calore specifico490 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica4,89 × 106 /(m·Ω)
Conducibilità termica30,7 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione650,9 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione1 414 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione2 830 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione4 507 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione6 298,7 kJ/mol
Isotopi più stabili
isoNATDDMDEDP
48Vsintetico 15,9735 giorniε4,01248Ti
49Vsintetico 330 giorniε0,60249Ti
50Vsintetico 1,4 × 1017  anniε
β
2,208
1,037
50Ti
50Cr
51V100% V è stabile con 28 neutroni
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

Il vanadio è l'elemento chimico di numero atomico 23. Il suo simbolo è V e il suo termine spettroscopico è 4F3/2. Elemento raro che si trova sotto forma di composto in certi minerali, è un metallo di transizione duro, grigio argenteo, duttile. L'elemento elementare si trova raramente in natura, ma una volta isolato artificialmente, la formazione di uno strato di ossido (passivazione) stabilizza il metallo libero contro ulteriori ossidazioni.

I composti del vanadio vennero scoperti da Andrés Manuel del Río nel 1801 in Messico, grazie all'analisi di un nuovo minerale (chiamato "piombo marrone"), in cui capì che le sue qualità erano dovute alla presenza di un elemento sconosciuto, che chiamò erythronium (da greco "rosso") in quanto, in seguito a riscaldamento, la maggior parte dei sali diventano rossi. Quattro anni più tardi, tuttavia fu (erroneamente) ritenuto dagli altri scienziati identico al cromo. I cloruri di vanadio sono stati prodotti nel 1830 da Nils Gabriel Sefström che in tal modo dimostrò la presenza di un nuovo elemento, per il quale coniò il nome di "vanadio" dalla dea scandinava della bellezza e della fertilità, Vanadis (Freia). Nel 1867, Henry Enfield Roscoe ottenne l'elemento puro.

Il vanadio si trova naturalmente in circa 65 minerali diversi e nei depositi di combustibili fossili. Viene prodotto in Cina e in Russia dalle scorie delle fonderie di acciaio; altri paesi lo producono sia dalla polvere di scarico dell'olio pesante o come sottoprodotto dell'estrazione dell'uranio. Si usa soprattutto in metallurgia, per la produzione di leghe di acciaio speciali, come gli acciai per utensili super rapidi. Il più importante composto industriale di vanadio, il pentossido di vanadio, viene usato come catalizzatore per la produzione di acido solforico.

Grandi quantità di ioni di vanadio si trovano in alcuni organismi, probabilmente come tossina. L'ossido e alcuni altri sali di vanadio presentano una tossicità moderata. Particolarmente nell'ambiente marino, il vanadio viene utilizzato in alcune forme di vita come centro attivo di enzimi.

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