Vanadium

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Vanadium, V, 23
Elementkategorie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 5, 4, d
Aussehen stahlgrau metallisch, bläulich schimmernd
CAS-Nummer

7440-62-2

EG-Nummer 231-171-1
ECHA-InfoCard 100.028.337
Massenanteil an der Erdhülle 0,041 % (16. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse 50,9415(1)[3] u
Atomradius (berechnet) 135 (171) pm
Kovalenter Radius 153 pm
Elektronenkonfiguration [Ar] 3d3 4s2
1. Ionisierungsenergie 6.746187(21) eV[4]650.91 kJ/mol[5]
2. Ionisierungsenergie 14.634(7) eV[4]1412 kJ/mol[5]
3. Ionisierungsenergie 29.3111(25) eV[4]2828.09 kJ/mol[5]
4. Ionisierungsenergie 46.709(5) eV[4]4506.7 kJ/mol[5]
5. Ionisierungsenergie 65.28165(17) eV[4]6298.72 kJ/mol[5]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Dichte 6,11 g/cm3 (20 °C)[6]
Mohshärte 7,0
Magnetismus paramagnetisch (χm = 3,8 · 10−4)[7]
Schmelzpunkt 2183 K (1910 °C)
Siedepunkt 3680 K[8] (3407 °C)
Molares Volumen 8,32 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 444 kJ/mol[8]
Schmelzenthalpie 21,5[9] kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit 4560 m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 489[1] J·kg−1·K−1
Elektrische Leitfähigkeit 5 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit 31 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände +5, +4 ,+3 ,+2
Elektronegativität 1,63 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
48V {syn.} 15,9735 d ε 4,012 48Ti
49V {syn.} 330 d ε 0,602 49Ti
50V 0,25 % 1,5 · 1017 a ε 2,208 50Ti
β 1,037 50Cr
51V 99,75 % Stabil
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin-
Quanten-
zahl I
γ in
rad·T−1·s−1
Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
50V ? 6 0+2,67065 · 107 0,05571 019,977
51V ? 7/2 0+7,04551 · 107 0,3836 052,702
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[10]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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.

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.[11]

Die bekannteste Verbindung des Vanadiums ist Vanadium(V)-oxid, das als Katalysator für die Produktion von Schwefelsäure eingesetzt wird.

  1. a b Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Vanadium) entnommen.
  3. CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  4. a b c d e Eintrag zu vanadium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
  5. a b c d e Eintrag zu vanadium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
  6. N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1260.
  7. Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  8. a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  9. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Fluid Properties; Enthalpy of Fusion, S. 6-135.
  10. Eintrag zu Vanadium, Pulver in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
  11. Juan J. Rodríguez-Mercado, Rodrigo A. Mateos-Nava, Mario A. Altamirano-Lozano: DNA damage induction in human cells exposed to vanadium oxides in vitro. In: Toxicology in Vitro. 25, Nr. 8, 2011, S. 1996–2002, doi:10.1016/j.tiv.2011.07.009.

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