Ванадій (хімічний елемент): історія назви, будова атома, валентність

Відео: Ступінь окислювання Бінарні сполуки

Серед відомих сьогодні 115 хімічних елементів багато хто одержував свою назву на честь героїв грецьких міфів, богів. Інші називали на прізвище першовідкривачів і відомих вчених. Треті іменувалися по країнам, містам, географічних об`єктів. Особливо цікава історія назви такого елемента, як ванадій. Та й сам по собі цей метал досить важливий і володіє особливими характеристиками. Тому розглянемо його докладніше.

ванадій - хімічний елемент в таблиці Менделєєва

Якщо характеризувати даний елемент по положенню в періодичної системі, то можна виділити кілька основних пунктів.

1. Розташовується в четвертому великому періоді, п`ятої групи, головною підгрупі.
2. Порядковий номер - 23.
3. Атомна маса елемента - 50,9415.
4. Хімічний символ - V.
5. Латинська назва - vanadium.
6. Російська назва - ванадій. Хімічний елемент в формулах читається як "ванадій".
7. Є типовим металом, проявляє відновні властивості.

Відповідно до положення в системі елементів очевидно, що як проста речовина даний елемент буде мати властивості, схожі з такими у танталу і ніобію.

Особливості будови атома

Ванадій - хімічний елемент, будову атома якого виражається загальною електронної формулою 3d³4s². Очевидно, що завдяки такій конфігурації і валентності, і ступеня окислення можуть проявляти неоднакові значення.

Дана формула дозволяє передбачити властивості ванадію як простого речовини - це типовий метал, який утворює велику кількість різних з`єднань, в тому числі комплексних.

Характерна валентність і ступінь окиснення

Завдяки наявності трьох неспарених електронів на 3d-підрівні ванадій може проявляти ступінь окислення +3. Однак вона не єдина. Всього виділяють чотири можливі значення:

Відео: обща хімія 2

• +2;
• +3;
• +4;
• +5.

При цьому ванадій - хімічний елемент, валентність якого також має два показника: IV і V. Саме тому сполук у даного атома просто безліч, і всі вони мають гарну кольорову забарвлення. Особливо цим славляться водні комплекси і солі металу.

Ванадій: хімічний елемент. Історія назви

Якщо говорити про історію відкриття даного металу, то слід звернутися до до початку XVIII століття. Саме в цей період, в 1801 році, мексиканець дель Ріо зумів виявити невідомий йому елемент в складі свинцевою гірської породи, зразок якої він досліджував. Провівши ряд дослідів, дель Ріо отримав кілька красиво забарвлених солей металу. Він дав йому назву "ЕРИТРОНУ", Проте пізніше прийняв його за солі хрому, тому пальму першості у відкритті не отримав.

Пізніше інший учений, швед Сефстрем, зумів отримати цей метал, виділивши його зі складу залізної руди. У цього хіміка сумнівів в тому, що елемент новий і невідомий, не було. Тому першовідкривачем є саме він. Разом з Йенсом Берцелиусом він дав назву відкритого елемента - ванадій.

Чому саме таке? У древнескандинавской міфології є одна богиня, яка є уособленням любові, стійкості, вірності і відданості. вона ж богиня краси. Її ім`я було Ванадис. Після того як вченими були вивчені властивості сполук елемента, їм стало цілком очевидно, що вони дуже красиві, кольорові. А добавка металу до сплавів різко підвищує їх якість і міцність і стійкість. Тому в честь богині Ванадис і було дано назву незвичайного і важливого металу.

Ванадій - хімічний елемент, який у вигляді простого речовини був отриманий ще пізніше. Лише в 1869 році англійський хімік Г. Роско зумів виділити метал у вільному вигляді з гірської породи. Іншим вченим Ф. Веллер було доведено, що виявлений колись дель Ріо "хром" є ванадієм. Однак мексиканець до цього дня не дожив і про своє відкриття так і не дізнався. До Росії назва елемента прийшло завдяки Г. І. Гесс.

Проста речовина ванадій

Як проста речовина розглянутий атом являє собою метал. Він має низку фізичних властивостей.

1. Колір: сріблясто-білий, блискучий.
2. Крихкий, твердий, важкий, так як щільність становить 6,11 г / см³.
3. Температура плавлення - 1920 ⁰З, що дозволяє віднести його до тугоплавким металів.
4. На повітрі не окислюється.

Так як у вільному вигляді зустріти його в природі неможливо, то людям доводиться виділяти його зі складу різних мінералів і порід.

Ванадій - хімічний елемент-метал, який виявляє досить високу хімічну активність при нагріванні і певних умовах. Якщо ж говорити про стандартних параметрах навколишнього середовища, то він здатний реагувати лише з концентрованими кислотами, царською горілкою.

З деякими неметалами формує бінарні сполуки, реакції проходять при високих температурах. У розплавах лугів розчиняється, формуючи комплекси - ванадати. Кисень як сильний окислювач розчиняється в ванадии, причому тим більше, чим вище температура нагрівання суміші.

Знаходження в природі і ізотопи

Якщо говорити про поширеність даного атома в природі, то ванадій - хімічний елемент, який відноситься до розсіяним. Він входить до складу практично всіх великих гірських порід, руд і мінералів. Але ніде його не буває більше 2%.

Вміст у земній корі значно і складає 1,9 * 10^-7. За цим показником він стоїть попереду міді, цинку, свинцю. Власні гірські породи метал не формує, проте існує кілька родовищ, які вважаються саме ванадієвими. У них міститься залізо, в кристалічну решітку якого вбудовані атоми ванадію у великій кількості.

Це такі породи, як:

• ванадиніт;
• патрони;
• карнотіт;
• Чілеа.

Також можна зустріти розглянутий метал в складі:

• золи рослин;
• океанської води;
• тел асцидій, голотурій;
• організмів наземних рослин і тварин.

Якщо говорити про ізотопи ванадію, то їх всього два: з масовим числом 51, якого переважна більшість - 99,77%, і з масовим числом 50, який є розсіяним радіоактивним і зустрічається в незначних кількостях.

сполуки ванадію

Вище ми вже вказували на те, що як хімічний елемент даний метал проявляє достатню активність, щоб сформувати велику кількість різних з`єднань. Так, відомі такі типи речовин за участю ванадію.

Відео: Пептидний зв`язок. Освіта пептидного зв`язку. Запис структурної формули пептиду

1. Оксиди.
2. Гідроксиди.
3. Бінарні солі (хлориди, фториди, броміди, сульфіди, йодиди).
4. Оксисоединения (оксихлориди, оксиброміди, оксітріфторіди та інші).
5. Комплексні солі.

Так як валентність елемента варіюється досить широко, то і речовин виходить чимало. Головна відмінна риса всіх їх - це забарвлення. Ванадій - хімічний елемент, розбір з`єднань якого показує, що колір може коливатися від білого і жовтого до червоного і синього, включаючи відтінки зеленого, оранжевого, чорного і фіолетового. Почасти саме це послужило причиною, по якій дали назву атому, адже це дійсно виглядає дуже красиво.

Однак багато хто з з`єднань виходять лише при досить жорстких умовах проведення реакції. Крім того, більшість з них - токсичні, небезпечні для людини речовини. Агрегатний стан речовин може бути дуже різним. Наприклад, хлориди, броміди і фториди - найчастіше темно-рожеві, зелені або чорні кристали. А оксиди - у вигляді порошків.

Отримання і застосування металу

Отримують ванадій, виділяючи його з гірських порід і руд. Причому ті мінерали, які містять навіть 1% металу, вважаються надзвичайно багатими на ванадій. Після відділення зразка суміші заліза і ванадію його переводять в концентрований розчин. З нього виділяють подкислением ванадат натрію, з якого в подальшому отримують сильно концентрований зразок, з вмістом металу до 90%.

Потім цей висушений осад прожарюють в печі і відновлюють ванадій до металевого стану. У такому вигляді матеріал готовий до використання.

Ванадій - хімічний елемент, який знаходить досить широке застосування в промисловості. Особливо в машинобудуванні і виплавці сплавів зі сталі. Можна визначити кілька основних областей використання металу.

1. Текстильна промисловість.
2. Скловаріння.
3. Виробництво кераміки і гуми.
4. Лакофарбова промисловість.
5. Отримання і синтез хімічних речовин (сірчанокисле виробництво).
6. Виготовлення ядерних реакторів.
7. Авіаційне і кораблебудування, машинобудування.

Ванадій - дуже важливий легуючий компонент для отримання легких, міцних, стійких до корозії сплавів, в основному стали. Не дарма його називають "автомобільним металом".