钒

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钒的特性

钛 - 钒 - 铬   钒 铌   元素周期表
总体特性
名称, 符号, 序号	钒、V、23
系列	过渡金属
族, 周期, 元素分区	5族, 4, d
密度、硬度	6110 kg/m3、7.0
颜色和外表	金属光泽，银灰色
地壳含量	无数据
原子属性
原子量	50.9415 原子量单位
原子半径（计算值）	135（171）pm
共价半径	122 pm
范德华半径	无数据
价电子排布	[氩]3d34s2
电子在每能级的排布	2，8，11，2
氧化价（氧化物）	5，3（两性的）
晶体结构	體心立方晶格
物理属性
物质状态	固态
熔点	2163 K（1902 °C）
沸点	3653 K（3409 °C）
摩尔体积	8.32×10-6m3/mol
汽化热	0.452 kJ/mol
熔化热	20.9 kJ/mol
蒸气压	3.06 帕（2175K）
声速	4560 m/s（293.15K）
其他性质
电负性	1.63（鲍林标度）
比热	490 J/(kg·K)
电导率	4.89×106/(米欧姆)
热导率	30.7 W/(m·K)
第一电离能	650.9 kJ/mol
第二电离能	1414 kJ/mol
第三电离能	2828 kJ/mol
第四电离能	4507 kJ/mol
第五电离能	6298.7 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量 MeV 衰变产物 48V 人造 15.9735天 电子捕获 4.012 48Ti 49V 人造 330天 电子捕获 0.602 49Ti 50V 人造 1.4×1017年 电子捕获 β衰变 2.208 1.037 50Ti 50Cr 51V 100 % 稳定
核磁共振特性
50V 51V 核自旋 6 7/2 灵敏度 0.0555 0.383
在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压

钒是一种化学元素，它的化学符号是V，它的原子序数是23。钒是中文从英语的Vanadium音译过来的，其词根来源于古日耳曼语中日耳曼神话中美丽女神的名字Vanadis。这个名字来源于钒的许多色彩鲜艳的化合物。

钒是一种稀有的，柔弱而黏稠的过渡金属。它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。它一般被用在材料工程中作为合金的成分。

目录 1 同位素 2 特性 3 应用 4 历史 5 生理 6 来源 7 生产 8 化合物 9 注意 10 参见 11 外部链接 12 註解

[编辑] 同位素

主条目：钒的同位素

[编辑] 特性

钒是一种非磁性的、黏稠的、可涂抹的银灰色的过度性金属。它不易腐蚀，在碱、硫酸和盐酸中它相当稳定。在933K（660°C）以上的温度中它氧化为五氧化二钒V₂O₅。钒的结构强度相当高。

在氧化物中钒一般显+5价，但也有+2、+3和+4价的氧化物存在，不过它们比较容易过渡为+5价的氧化物。2价和3价的钒氧化物是碱性的，4价的氧化物是双性的，5价的氧化物是酸性的。

一个很有趣的试验是用锌来还原无色的钒酸氨（NH₄VO₃）。在试验的过程中钒相继被还原成蓝色的四价钒、绿色的三价钒、紫蓝色的二价钒，随后低价的钒又会被空气中的氧氧化为无色的五价钒。由于钒的价数很容易改变，它也经常被用做催化剂。+1价的钒很少出现。理论上0、-1和-3价的钒也有可能。

[编辑] 应用

大约80%的钒和铁一起作为钢里的合金元素。含钒的钢很硬很坚实，但一般其钒含量少于1%。

• 含钒的合金有：
  • 运用在医疗器械中的特别的不锈钢
  • 运用在工具中的不锈钢
  • 与铝一起作为钛合金物运用在高速飞机的涡轮喷气发动机中
  • 含钒的钢经常被用在轴、齿轮等关键的机械部分中
• 钒吸收裂变中子的半径很小，因此被用在核工业中
• 在炼钢过程中钒被用来导致碳化物的形成
• 在给钢涂钛的时候钒往往被作为中介层
• 钒与镓的合金可以用来制作超导电磁铁，其磁强度可达175,000高斯
• 在制造缩苹果酸酐和硫酸的过程中钒被用来做催化剂
• 五氧化二钒（V₂O₅）被用来制做特殊的陶瓷作为催化剂

[编辑] 历史

1801年一个叫安德列斯·曼努尔·德·里欧（A.M.Del-Rio）的矿物学家在墨西哥市在一个铅矿中首先发现了钒，但他错误地以为他所发现的只不过是一种不纯的铬。1831年瑞典人尼尔斯·加布里埃尔·塞夫斯特瑞姆（N.G.Sefström）在与铁矿做试验时重新发现了钒，同年弗里德里希·维勒证实了德·里欧的发现。1867年亨利·英弗尔德·罗斯科用氢还原亚氯酸化钒（III）首次得到了纯的钒。

塞夫斯特瑞姆给钒按日尔曼神话中美丽女神的名字起了名，因为钒的化合物色彩缤纷。

[编辑] 生理

在生物体内钒是一些酶的必要组成部分。一些固氮的微生物使用含钒的酶来固定空气中的氮。

鼠和鸡也需要少量的钒，缺钒会阻碍它们的生长和繁殖。含钒的血红蛋白存在于海鞘类动物中。

一些含钒的物质具有类似胰岛素的效应，也许可以用来治疗糖尿病。

[编辑] 来源

在大自然中钒一般以化合物存在。约65种钒的化合物在自然中出现，其中有

• 硫化钒（VS₄）
• 绿硫钒矿（VS₂或V₂S₄）
• 钒铅矿（Pb₅(VO₄)₃Cl）
• 钒云母KV₂（AlSi₃O₁₀）（OH）₂
• 钒酸钾铀矿（K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·3H₂O）
• 磁铁矿一般含1-2%的钒

在矾土和石油、煤、油页岩中也含有大量钒，特别是委内瑞拉和加拿大的石油中能找到钒。光谱分析发现在太阳光和一些恒星的表面也有钒。

[编辑] 生产

纯的金属钒一般是用钾在高压下将五氧化二钒还原而得到的。大多数钒是其它矿物加工时的副产品。

[编辑] 化合物

五氧化二釩是釩最重要的化合物，常被用来做催化剂、染料和固色剂。它加熱可放出氧氣，而這個反應是可逆的。有了這個性質，令它可催化二氧化硫、苯和萘的氧化反應，在工業上應用來製造硫酸、鄰苯二甲酐和順丁烯二酐。橙色的它是有毒的。它是兩性的，也是氧化劑。許多金屬的氧化物都不溶於水，它卻微溶於水。

[编辑] 注意

• 钒很易燃。
• 钒的化合物毒性很高。
• 含钒的尘埃被吸入后会导致肺癌。

 

查 • 論 • 編 • 歷 過渡金屬(第一過渡系)
鈧 Sc 原子序数: 21 原子量: 44.9559 熔点((K): 1814 沸点(K): 3103 电负性: 1.36	|		鈦 Ti 原子序数: 22 原子量: 47.867 熔点(K): 1941 沸点(K): 3560 电负性: 1.54	|		釩 V 原子序数: 23 原子量: 50.9415 熔点(K): 2163 沸点(K): 3653 电负性: 1.63	|		鉻 Cr 原子序数: 24 原子量: 51.9961 熔点(K): 2130 沸点(K): 2945 电负性: 1.66	|		錳 Mn 原子序数: 25 原子量: 54.9380 熔点(K): 1517 沸点(K): 2235 电负性: 1.55	|		鐵 Fe 原子序数: 26 原子量: 55.845 熔点(K): 1808 沸点(K): 3023 电负性: 1.83	|		鈷 Co 原子序数: 27 原子量: 58.9331 熔点(K): 1768 沸点(K): 3200 电负性: 1.88	|		鎳 Ni 原子序数: 28 原子量: 58.6934 熔点(K): 1728 沸点(K): 3186 电负性: 1.91	|		銅 Cu 原子序数: 29 原子量: 63.546 熔点(K): 1357 沸点(K): 2840 电负性: 1.9	|		鋅 Zn 原子序数: 30 原子量: 65.409 熔点(K): 692 沸点(K): 1180 电负性: 1.65

[编辑] 参见

• 元素
• 元素周期表
• 同位素列表
• 过渡金属

[编辑] 外部链接

• （英文） 洛斯阿拉莫斯国家实验室 —— 钒
• （英文） WebElements.com —— 钒
• （英文） EnvironmentalChemistry.com —— 钒
• （英文） 核磁共振 —— 钒

[编辑] 註解