ڤناديوم

23

تيتانيوم → فانديوم ← كروم

-
↑
V
↓
Nb

الجدول الدوري

صفات عامة

الإسم, الرقم, الرمز

فانديوم, V, 23

سلاسل كيميائية

فلزات انتنطقية

المجموعة, الدورة, المستوى الفرعي

d , أربعة , 5

المظهر

فلز رمادي أبيض

كتلة ذرية

50.9415(1) g/mol

شكل إلكتروني

[Ar] 3d³ 4s²

عدد الإلكترونات لكل مستوى

2, 8, 11, 2

خواص فيزيائية

الحالة

solid

كثافة عندح.غ.

6.0 ج/سم³

كثافة السائل عند m.p.

5.5 ج/سم³

نقطة الإنصهار

2183 ك
1910 م °
3470 ف °

نقطة الغليان

3680 ك
3407 م °
6165 ف °

حرارة الإنصهار

kJ/mol 21.5

حرارة التبخر

kJ/mol 459

السعة الحرارية

(25 24.89 C (م) ° ( J/(mol·K

ضغط البخار
P/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
at T/K	2101	2289	2523	2814	3187	3679

الخواص الذرية

البنية البللورية

cubic body centered

حالة التأكسد

2, 3, 4, 5
(أكسيد أمفوتيري)

سالبية كهربية

1.63 (مقياس باولنج)

طاقة التأين
(المزيد)

1st: 650.9 kJ/mol

2nd: 1414 kJ/mol

3rd: 2830 kJ/mol

نصف قطر ذري

135 pm

نصف قطر ذري (حسابيا)

171 pm

نصف القطر التساهمي

125 pm

متفرقة

الترتيب المغناطيسي

???

مقاومة كهربية

20 °C 197 nΩ·m

توصيل حراري

(300 K ك ) 30.7
(W/(m·K)

تمدد حراري

(25 °C) 8.4 µm/(m·K)

سرعة الصوت (قضيب رفيع)

(20 °م) 4560 m/s

معامل يونج

128 GPa

معامل القص

47 GPa

معاير الحجم

160 GPa

نسبة بواسون

0.37

صلابة موس

7.0

رقم فيكرز للصلادة

628 MPa

رقم برينل للصلادة

628 MPa

رقم الإنضمام

7440-62-2

النظائر المهمة

الموضوعة الرئيسية: نظائر الڤناديوم
نظ	ت.ط.	عمر النصف	طر.إ.	طا.إ.MeV	ن.إ.
⁴⁸V	syn	15.9735 d	ε+	4.0123	⁴⁸Ti
⁴⁹V	syn	330 d	ε	0.6019	⁴⁹Ti
⁵⁰V	0.25%	1.5×10¹⁷y	ε	2.2083	⁵⁰Ti
⁵⁰V	0.25%	1.5×10¹⁷y		1.0369	⁵⁰Cr
⁵¹V	99.75%	Vقد يكون ثابت وله 28 نيوترون

المراجع

الڤناديوم Vanadium عنصر كيميائي في الجدول الدوري، رمزه V، ووزنه الذري 23. وهوعنصر نادر لين مطاوع، ويتواجد مختلطاً بأملاح معينة ويستعمل لإنتاج سبائك معينة. والڤناديوم واحد من 26 عنصر مشهجر متواجدين بالكائنات الحية.

والعدد الذري للڤناديوم 23 والوزن الذري 50,9415، والكثافة 6,1 جم/سم§ في 20°م. وينصهر عند درجة حرارة 1,890 ± 10°م ويغلي عند 3,380°م.

عُرِف الڤناديوم كعنصر حديث أول مرة في عام 1801م على يد عالم الفلزات المكسيكي أندرس مانويل دل ريوولكنه لاحقًا افترض أنه عنصر كروم غير نقي. وأعاد اكتشافه عالم الكيمياء السويدي نيلز سيفستروم في عام 1830م وأعطاه اسم ڤناديس وهي معبودة الجمال الإسكندينافية.

ولا يوجد الڤناديوم منفردًا في الطبيعة ولكنه يوجد متحدًا مع عناصر أخرى في أكثر من 60 معدنًا. فمثلاً يوجد الڤناديوم مشهجراً مع [[اليورانيوم في معدن الكرنوتيت الإشعاعي ومع الكبريت في معدن الپاترونيت ومع الرصاص في الڤنادينيت. وأحد أبرز مصادر الفاناديوم هو[[الماگنتيت التيتانومي. وهوخام حديد يوجد في فنلندا وجنوب إفريقيا والاتحاد السوفييتي (سابقًا).

يوجد الڤناديوم بكميات زهيدة في قشرة كوكب الأرض، ووجدت منه كميات ضئيلة في النيازك. يُعدّ الماگنتيت التيتانيومي (وهوخام حديد أحد أبرز مصادر الفاناديوم في العالم. يعد الڤناديوم أحد العناصر النادرة المهمة في جسم الإنسان، وتشير الأبحاث إلى حتى ازدياد هجريز الفاناديوم في الجسم يرتبط بسقم الاكتئاب الهوسي وباضطرابات أخرى.

صفاته الفيزيائية

أدرج الڤناديوم فيما بعد مع العناصر الانتنطقية في جدول مندلييف الدوري للعناصر الكيميائية. وهويقع في أعلى الفصيلة الخامسة في الدور الرابع. عدده الذري التسلسلي في الجدول 23. بنيته الإلكترونية هي بنية غاز الأرغون الخامل Ar مضافاً إليها إلكترونان في المدار 4S وثلاثة إلكترونات في المدار 3d، لذا فإن تكافؤه خماسي. وزن الڤناديوم الذري 50.9415 وهومعدن فضي مائل للبياض، تبلغ كتلته الحجمية 6.1 گ/سم³ عند درجة الحرارة 20 °س، ينصهر عند الدرجة 1890°س، ويغلي عند الدرجة 3380°س.

الاستخدامات

معدات مصنوعة من صلب الڤناديوم

ڤناديوم مصهور بشعاع إلكتروني

يستخدم الڤناديوم بشكل رئيسي في صناعة الفولاذ حيث يخلط بالحديد فيما يعهد بسبيكة حديد الڤناديوم. يقوي الڤناديوم الفولاذ ويحسن صلابته عند درجات الحرارة العالية، كما يحسِّن مقاومته للصدمات والتآكل. وتستخدم هذه السبيكة المقاومة للصدأ في صناعة التروس ومحاور العجلات وزنبركات الطائرات والسيارات والمحركات. وتصنع منه أدوات البتر السريعة كذلك. يقاوم الڤناديوم كثيرًا من الكيميائيات ولكنه يسمح بمرور النيوترونات. وهذه الصفات تجعل هذا الفلز مناسبا للاستخدام في معامل الذرة.

ومركبات الڤناديوم أيضًا لها استخدامات كثيرة. خامس أكسيد الڤناديوم وأكسيد ثالث كلوريد الڤناديوم يستخدمان بمثابة حفازين في التفاعلات الكيميائية، ويساعدان في إنتاج المواد الاصطناعية والمواد الكيميائية الصناعية. ويستخدم خامس أكسيد الڤناديوم ومركبات الڤناديوم الأخرى في مواد الصباغة وصناعة وتلوين الزجاج.

السبائك

حوالي 85% من الڤناديوم المنتج يـُستعمل كڤناديوم حديدي ferrovanadium أوكمضاف للصلب.

الدور الحيوي

Ascidiacea يحتوي على الڤناديوم.

Amanita muscaria تحتوي على amavadine.

يعتبر الڤناديوم من العناصر الاستشفافية المهمة في جسم الإنسان. وتشير الأبحاث إلى حتى ازدياد معدل الڤناديوم في الجسم متعلق بسقم الاكتئاب المسيّ والاضطرابات الأخرى.

الڤاناديوم هومعدن متواجد في الأطعمة الغذائية مثل فول الصويا، زيت الزيتون، زيت عباد الشمس، التفاح، البيض. هذا المعدن له تأثير سلبى على صحة الإنسان إذا تعرض له بهجريزات عالية، فاستنشاقه في الهواء يسبب التهاب الشعب الهوائية والالتهاب الرئوى. التأثيرات الحادة له متمثلة في اهتياج الرئة والحلق والعين والتجاويف الأنفية.

أما الأعراض الصحية الأخرى:
- أمراض القلب والأوعية الدموية.
- التهاب المعدة والأمعاء.
- ضمور الجهاز العصبى.
- نزيف الكلى والكبد.
- طفح جلدى.
- رجفة حادة وشلل.
- آلام الحلق.
- نزيف من الأنف.
- ضعف.
- شعور بالإعياء.
- صداع.
- دوار.
- تغيرات سلوكية.

والمخاطر الصحية التى يتعرض لها الإنسان مع هذا المعدن تعتمد على حالة التأكسد التى يوجد عليها. الفاناديوم في صورته الخام من الممكن حتى يتأكسد ليتحول إلى "أكسيد الفاناديوم الخماسى - Vanadium pentoxide" خلال عملية اللحام وهذا النوع المتأكسدقد يكون أكثر خطورة من النوع الخام.
التعرض المزمن لأدخنة الفاناديوم وغباره يسبب استثارة للعين والجلد والجهاز التنفسى العلوى، الالتهاب مستمر للقصبة والشعب الهوائية، تكون الأوديما الرئوية والتسمم.

المصادر

^ محمد مهاب مراد. "الفاناديوم". الموسوعة العربية.
^ Moskalyk, R. R. (2003). "Processing of vanadium: a review". Minerals Engineering. 16 (9, September 2003): 793–805. doi:10.1016/S0892-6875(03)00213-9. Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help)
^ المعادن الثقيلة.. سموم بيئية، فيدو