Vanadium
Vanadium, veraltet auch Vanadin, ist ein chemisches Element mit dem Symbol V und der Ordnungszahl 23. Es ist ein stahlgraues, bläulich schimmerndes, in reinem Zustand sehr weiches Übergangsmetall. Im Periodensystem bildet das Metall zusammen mit den schwereren Niob, Tantal und Dubnium die 5. IUPAC-Gruppe oder Vanadiumgruppe. Der Großteil des Vanadiums wird als sogenanntes Ferrovanadium in der Stahlherstellung eingesetzt. Der Zusatz von Vanadium in Chrom-Vanadium-Stählen führt zu einer Erhöhung der Zähigkeit und damit zu einer erhöhten Widerstandsfähigkeit des Stahls.
| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Vanadium, V, 23 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Übergangsmetalle | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 5, 4, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | stahlgrau metallisch, bläulich schimmernd | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-171-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.337 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 0,041 % (16. Rang) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 50,9415(1) u | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 135 (171) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 153 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d3 4s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 6.746187(21) eV ≈ 650.91 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 14.634(7) eV ≈ 1412 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 29.3111(25) eV ≈ 2828.09 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 46.709(5) eV ≈ 4506.7 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 65.28165(17) eV ≈ 6298.72 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | kubisch raumzentriert | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 6,11 g/cm3 (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohshärte | 7,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | paramagnetisch (χm = 3,8 · 10−4) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 2183 K (1910 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 3680 K (3407 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 8,32 · 10−6 m3·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 444 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 21,5 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 4560 m·s−1 bei 293,15 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 489 J·kg−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 5 · 106 S·m−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 31 W·m−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | +5, +4 ,+3 ,+2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,63 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Das Element besitzt verschiedene biologische Bedeutungen und ist für viele Lebewesen essentiell. So spielt es eine Rolle bei der Steuerung von Enzymen der Phosphorylierung und wird von Bakterien zur Stickstofffixierung genutzt. Andererseits steht es oder seine Verbindungen in Verdacht, als mutagenes Klastogen Chromosomenaberrationen hervorzurufen und somit als Gift und Karzinogen zu wirken.
Die bekannteste Verbindung des Vanadiums ist Vanadium(V)-oxid, das als Katalysator für die Produktion von Schwefelsäure eingesetzt wird.