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Vanadium

Chemie und Physik des chemischen Elements Vanadium.



Vanadium

Vanadium - chemisches Zeich V, Ordnungszahl 23 - ist ein zu den Übergangsmetallen zählendes chemisches Element, das in der Natur selten vorkommt, in reinem Zustand weich und zäh ist und dessen Verbindungen häufig farbig sind.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Vanadium

Bezeichnung:Vanadium Symbol:V Ordnungszahl:23 Atommasse:50,9415(1) u Periodensystem-Stellung:4. Periode, 5. Gruppe, d-Block, Übergangselemente. Gruppen-Zugehörigkeit:Vanadium-Gruppe, Schwermetalle Entdeckung:1801 - Andrés Manuel del Río. Bedeutung des Namens:Vanadis, ein Zweitname der nordischen Göttin Freya Historische Bezeichnungen:Vanadin, Erythronium, Panchromium Englischer Name:Vanadium CAS-Nummer:7440-62-2 InChI-Key:LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N

 

Das Vanadium-Atom

Das V-Atom - und damit das chemische Element Vanadium - ist eindeutig durch die 23 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Vanadium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Vanadium-Isotope bzw. Vanadium-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Vanadium-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch mit zwei verschiedenen Nukliden; die relative Atommasse wird daher mit 50,9415(1) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f
V23[Ar] 3d3 4s2 2262632

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Vanadium-Atom zu trennen.

1. IE: 6,74619 eV2. IE: 14,618 eV3. IE: 29,311 eV4. IE: 46,709 eV5. IE: 65,2817 eV6. IE: 128,13 eV
7. IE: 150,6 eV8. IE: 173,4 eV9. IE: 205,8 eV10. IE: 230,5 eV11. IE: 255,7 eV12. IE: 308,1 eV
13. IE: 336,279 eV14. IE: 896,0 eV15. IE: 976 eV16. IE: 1060 eV17. IE: 1168 eV18. IE: 1260 eV
19. IE: 1355 eV20. IE: 1486 eV21. IE: 1569,6 eV22. IE: 6851,292 eV23. IE: 7246,18 eV24. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Vanadium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
5465626,7519,8512,1

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
66,337,237,2

 

Weitere Daten

Atomradius:171 pm (berechnet)
135 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:153(8) pm (nach Cordero et al.)
134 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
112 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
106 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:8,32 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,256; ωL1: 0,00058; ωL2: 0,0026; ωL3: 0,0026 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,31; F13: 0,58; F23:

 

Spektrallinien des Vanadiums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Vanadiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Vanadium-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,63 nach Pauling
1,53 nach Allen
3,1482 eV nach Gosh-Gupta
3,6 eV nach Pearson
Elektronaffinität:0,527 66(20) eV bzw. 50,911(20) kJ mol-1Oxidationsstufen:+5 (+4, +3, +2)

 

Standardpotentiale

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-1,13+ IIVanadium(II)-KationV2++ 2 e-V (s)Vanadium0
-0,26+ IIIVanadium(III)-KationV3++ e-V2+Vanadium(II)-Kation+ II
0,34+ IVVanadyl(IV)-KationVO2+ + 2 H++ e-V3+ + H2OVanadium(III)-Kation+ III

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Vanadiums

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen metallischen Vanadiums auf.

Schmelzpunkt:1910 °C Schmelzenthalpie (molar):21,5 kJ mol-1 Siedepunkt:3407 °C Verdampfungsenthalpie:458,6 kJ mol-1 Wärmekapazität:24,89 J mol-1 K-1 (molar)
0,489 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:399 K Thermische Leitfähigkeit:30,7 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:8,4 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:5 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:197 nΩ m bei 20 °C Dichte:6,0 g cm-3
5,5 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:127,6 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):161,9 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,00618 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,37 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:kubisch-raumzentriert - bcc Gitterkonstanten:a = 302,4 pm; Z = 2 Raumgruppe:lm3m - Nr. 229 Härte:nach Mohs: 7,0
nach Vickers: 0,628 GPa
nach Brinell: 0,628 GPa
nach Brinell (neu): 0,742 GPa (geglüht)
Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:3,8 × 10-4 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:4560 m s-1 bei 20 °C

 

 

Externe Informationsangebote

Die nachfolgende Liste enthält einige Berichte sowie interessante Informationsangebote zum Vanadium und zu den Vanadiumverbindungen anderer Anbieter, für dessen Inhalte die jeweiligen Seitenbetreiber verantwortlich sind.



Gruppenelemente - Informationen

Übergangsmetalle
Vorlesungsskript: Chemie der Übergangselemente, Koordinationschemie, Stoffchemie - Format: PDF

Übergangsmetalle
Übergangsmetalle Gruppen 3-12; Innere Übergangsmetalle. Universität Marburg - Format: PDF

Vanadium-Gruppe
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg



Verbindungsklassen

Silanolato-Komplexe von Vanadium (III, IV)
Artikel: Z. Naturforsch. 57 b, 726–730 (2002) - Format: PDF

Thiofunktionelle Vanadiumkomplexe
Thiofunktionelle Vanadium- und Molybdänkomplexe. Dissertation Chemie. Universität Hamburg, 2005

Vanadium und Vanadiumverbindungen
Datenbank-Suchformular: Eigenschaften, Sicherheitsdaten und Produktdaten von Vanadium und Vanadiumverbindungen



Synthese, Herstellung, Produktion

Übergangsmetalle
Skript: Gewinnung und Reinigung der Übergangsmetalle - Format: PDF

Übergangsmetalle
Gewinnung und Reinigung. FH Münster - Format: PDF



Mineralogie

Vanadiumhaltige Minerale
Informationen zum Vanadium und den Vanadiummineralien. Mineralienatlas



Dissertationen

Bioinspirierte Vanadium-Komplexe
Synthese, Struktur und katalytische Aktivität. Dissertation, 2004. Universität Heidelberg

Thiofunktionelle Vanadium- und Molybdänkomplexe
Dissertation, 2005. Universität Hamburg - Format: PDF

Vanadium-(chlorimid)-trichlorid
Reaktionsverhalten von Vanadium-(chlorimid)-trichlorid. Dissertation, 2005. Universität Tübingen

Vanadium(IV)komplexe OH-funktioneller Aminosäuren
Modelle der Inhibierung von Phosphatasen. Dissertation, 2005. Universität Hamburg

Vanadium(IV)-phosphate
Neuartige Vanadium(IV)-phosphate für die Partialoxidation von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen – Synthesen, Kristallstrukturen, Redox-Verhalten und katalytische Eigenschaften. Dissertation, 2008. Universität Bonn

Vanadium(V)-katalysierte Oxidationen
Untersuchungen zur stereoselektiven Synthese funktionalisierter Tetrahydrofurane durch Vanadium(V)- und Cobalt(II)-katalysierte Oxidationen substituierter Bishomoallylalkohole. Universität Würzburg

Vanadium(V)-katalysierte Oxidationen
... substituierter Bishomoallylalkohole zur stereoselektiven O-Heterocyclen-Synthese. Dissertation, 2002. Universität Würzburg

Vanadiumdotierte Metalloxide und -oxofluoride
... als Katalysatoren in selektiven Oxidationsreaktionen. Dissertation, 2005. HU Berlin

Vanadiumkomplexe mit thiofunktionellen Liganden
.. als Modellverbindungen für die Vanadium-Nitrogenase. Dissertation, 2001. Universität Hamburg

Vanadium-Nitrogenase und vanadatabhängige Haloperoxidasen
Vanadiumverbindungen als Modelle für Vanadium-Nitrogenase und vanadatabhängige Haloperoxidasen. Dissertation, 2000. Universität Hamburg

Vanadiumoxide
Synthese und strukturelle Untersuchungen von Molybdän-, Vanadium- und Wolframoxiden als Referenzverbindungen für die heterogene Katalyse. Dissertation, 2004. TU Berlin



Newsarchiv

Energie sparen nach dem Vorbild der Natur
Chemiker der Universität Jena klären Mechanismus von Vanadium-haltigen Enzymen auf [Abbildung: FSU]

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 11.02.2019.



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