Combien d’électrons de valence possède le Vanadium ?

Le vanadium, l’élément du groupe 5, est le symbole “V”. Le vanadium peut être considéré comme un élément de transition. Le vanadium est un élément de transition. Par conséquent, les éléments de valence du vanadium ont été déterminés différemment. Cet article explique en détail les électrons de valence du vanadium.  Il peut être allié avec de l’acier et du fer pour fabriquer de l’acier à outils à grande vitesse, de l’acier faiblement allié à haute résistance et de la fonte résistante à l’usure. 

Histoire et usages

Andres Manuel Del Rio, un chimiste espagnol, a découvert le vanadium en 1801. Rio a envoyé des échantillons de minerai de vanadium et une lettre détaillant ses méthodes à l’Institut de France, Paris, France pour analyse et confirmation. La lettre de Rio, qu’il avait appelée érythronium par Rio, a été perdue dans un accident de navigation. L’Institut n’a reçu que ses échantillons. Il contenait également une note expliquant comment ce nouvel élément, que Rio avait appelé érythronium par Rio, ressemblait au chrome. Rio a retiré sa réclamation après avoir reçu une lettre de Paris contestant sa découverte. Nils Gabriel Sefstrom (un chimiste suédois) a découvert le vanadium en 1830 après avoir analysé des échantillons d’une mine suédoise. Sir Henry Enfield Roscoe (un chimiste anglais) a isolé le vanadium en 1867 en mélangeant du trichlorure de vanadium avec de l’hydrogène gazeux (H₂ ).

Près de 80 % sont utilisés dans la production de ferrovanadium ou en complément de l’acier. Le ferrovanadium, un alliage de fer solide et résistant à la corrosion qui contient entre 1 % et 6 % de vanadium, est appelé ferrovanadium. L’acier au vanadium et le ferrovanadium sont utilisés dans la fabrication de pièces pour moteurs à réaction, essieux, vilebrequins, engrenages, ressorts et outils de coupe.

Place du vanadium (V) dans le tableau périodique

Rôle biologique

Le vanadium est un minéral essentiel pour certaines espèces, comme les humains. Cependant, nous n’avons besoin que de très peu. Le vanadium n’est que de 0,01 mg par jour. C’est suffisant pour subvenir à nos besoins quotidiens. Le vanadium peut être toxique dans certains composés.

Isotopes

Il existe 20 isotopes du vanadium, allant du V-23 au V-43. Le vanadium n’a qu’un seul isotope stable, le V-51. Le V-50 est stable, avec une demi-vie qui mesure 1,4 x 10 ¹⁷ ans. Le vanadium naturel est principalement un mélange entre les deux isotopes vanadium-50 (0,24 %) et vanadium-5 (99,76 %).

Abondance naturelle

Le vanadium peut être trouvé dans 65 minéraux, dont la vanadinite et la carnotite. On peut également le trouver dans certains minerais de fer, la roche phosphatée et les pétroles bruts sous forme de complexes organiques. L’oxyde de vanadium est réduit avec du calcium dans un récipient sous pression pour fabriquer du vanadium métallique. Réduire le vanadium(III), chlorure avec du magnésium pour obtenir du vanadium de haute pureté.

Effets du vanadium sur l’environnement

Le vanadium se trouve dans de nombreuses espèces de plantes, d’animaux, d’invertébrés et de poissons. Le vanadium peut être bioaccumulé dans les moules et les crabes, ce qui peut entraîner des concentrations allant jusqu’à 10 5 à 10 6 de plus que celles trouvées dans l’eau de mer. Le vanadium inhibe les enzymes chez les animaux. Cela a de nombreux effets neurologiques. Le vanadium peut également causer des problèmes respiratoires, des paralysies et des effets indésirables sur le foie ou les reins.

Des tests en laboratoire sur des animaux de laboratoire ont montré que le vanadium peut nuire au système reproducteur des animaux mâles et s’accumuler dans le placenta des femelles.

Où trouver du vanadium ?

Le vanadium, le cinquième métal de transition le plus courant, est également le vingt-huitième élément le plus abondant de tous les éléments du tableau périodique. Le vanadium représente 0,136 % de la roche crustale terrestre. Le vanadium se trouve dans divers minéraux, notamment la vanadinite et la roscoélite, le charbon et le pétrole brut. Il peut être acheté dans le commerce dans de nombreux pays, comme le Mexique, le Venezuela et le Mexique. Chine, Afrique du Sud et Russie. Quelques sources d’eau minérales et certains invertébrés ou plantes ont des niveaux élevés de vanadium.

Quels sont les éléments de valence du vanadium(V) ?

Le vanadium est le premier élément du groupe 5. Les éléments trouvés dans les groupes 3-12 peuvent être appelés éléments de transition.

Le nombre d’électrons restant dans la dernière orbite de l’orbite est l’électron de valence. Cependant, dans le cas des éléments de transition, les électrons de valence sont toujours dans la coque interne (orbite). En raison de la configuration du vanadium (V), il est clair que les derniers électrons sont dans l’orbitale d. Les propriétés d’un élément sont déterminées par les éléments de valence et jouent également un rôle dans la formation de liaisons.

Combien de protons et d’électrons un atome moléculaire de vanadium contient-il ?

Le noyau est situé au centre d’un atome. Dans le noyau se trouvent des protons et des neutrons. Le numéro atomique V est 23. Le nombre de protons dans une substance est appelé numéro atomique. Le nombre de protons trouvés dans le vanadium est de 23. Une coquille circulaire située à l’extérieur du noyau abrite des électrons qui sont égaux aux protons. Un atome de vanadium contient un total de 23 électrons.

La différence entre le nombre et les atomes de la masse atomique d’un élément et le nombre est le nombre de neutrons. Le nombre de neutrons n = numéro de masse atomique (A)-numéro atomique (Z)

Nous savons que le vanadium a un numéro atomique 23 et que son poids atomique est 51 (50.9415u). Neutron (n) = 51 – 23 = 28. Ainsi, le vanadium a 28 neutrons.

La valence est la capacité d’un atome d’un élément chimique à former un certain nombre de liaisons chimiques avec d’autres atomes. Il prend des valeurs de 1 à 8 et ne peut être égal à 0. Il est déterminé par le nombre d’électrons d’un atome dépensés pour former des liaisons chimiques avec un autre atome. La valence est une valeur réelle. Les valeurs numériques de valence sont indiquées par des chiffres romains (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Comment pouvez-vous calculer le nombre d’électrons de valence dans un atome de vanadium (V) ?

Après quelques étapes, vous pouvez déterminer la valence des électrons. L’un d’eux est la configuration électronique. Il est impossible de déterminer si la configuration électronique est manquante. Il est simple de déterminer la configuration électronique de tous les éléments. Le modèle atomique de Bohr ne peut pas être utilisé pour déterminer la valence des éléments de transition. La coque interne est l’endroit où se trouvent les éléments de valence de l’élément de transition. Cependant, il est possible de déterminer l’élément de valence d’un élément de transition en utilisant le principe d’Aufbau. C’est ainsi que l’on peut déterminer la valence du vanadium (V).

Trouver le nombre total d’électrons dans le vanadium (V)

Nous devons d’abord savoir combien d’électrons se trouvent dans le vanadium (atome V). Le nombre de protons dans le vanadium est nécessaire pour calculer le nombre d’électrons. Vous devez connaître le numéro atomique de l’élément vanadium pour connaître le nombre d’électrons. Le tableau périodique peut nous aider à déterminer les numéros atomiques. Le tableau périodique fournit les informations nécessaires pour calculer les numéros atomiques des composants du vanadium. Le nombre de protons dans un atome est le numéro atomique. De plus, des électrons égaux aux protons peuvent être trouvés à l’extérieur du noyau.

Nous pouvons donc conclure qu’il existe des électrons égaux ou supérieurs aux numéros atomiques dans les atomes de vanadium. Nous pouvons voir que le vanadium (V) a un numéro atomique de 23 dans le tableau périodique. Le nombre total d’électrons dans un atome de vanadium est donc de 23.

Les termes « degré d’oxydation » et « valence » ne sont peut-être pas les mêmes, mais ils sont numériquement presque identiques. La charge conditionnelle de l’atome d’un atome s’appelle l’état d’oxydation. Il peut être positif ou négatif. La valence fait référence à la capacité d’un atome à former des liaisons. Il ne peut pas avoir une valeur négative.

Avez-vous besoin de faire la configuration électronique du vanadium ?

L’étape 2 est essentielle. Les électrons du vanadium (V) doivent s’organiser dans cette étape. La configuration électronique du vanadium montre qu’il y a quatre couches. une couche contient deux électrons ; le second a huit électrons. Une troisième couche a 11 électrons. Une quatrième couche a deux électrons. La configuration électronique du vanadium à travers la sous-orbite est 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ³  4s ² .

Calculer le nombre total d’électrons en déterminant la couche de valence

La troisième étape consiste à diagnostiquer l’orbite (coquille de valence). La couche de valence est la couche qui suit la configuration électronique. Le nombre d’électrons contenus dans le total d’une couche de valence est appelé les électrons de valence. Cependant, les éléments de valence des éléments de transition se trouvent dans l’orbite interne. Pour déterminer la valence de l’élément de transition, vous devez ajouter le total des électrons de l’orbitale d aux électrons de l’orbite finale d’un atome. La configuration électronique du vanadium révèle que la dernière couche du vanadium contient deux électrons tandis que l’orbitale d a trois électrons (3d ³ ). Les électrons de valence du vanadium sont cinq.

1.  La valence est une caractéristique numérique de la capacité des atomes d’un élément donné à se lier avec d’autres atomes.
2. La valence de l’hydrogène est constante et égale à un.
3. La valence de l’oxygène est également constante et égale à deux.
4. La valence de la plupart des autres éléments n’est pas constante. Il peut être déterminé par les formules de leurs composés binaires avec l’hydrogène ou l’oxygène.

Combien d’éléments de valence l’ion vanadium (V ²⁺ et V ³⁺ ) possède-t-il ?

Les éléments avec 1 ou 2 électrons dans leur coquille donnent des électrons à la formation de liaisons. Les cations sont des éléments qui donnent des électrons pour créer des liaisons. L’atome de vanadium donne deux électrons dans une orbitale 4s pour transformer un vanadium (V ²⁺ ). Le vanadium peut être décrit comme un élément cationique. Il en existe deux types : V ²⁺ et V ³⁺ .

V – 2e – V ²⁺

Ici, la configuration électronique de l’ion vanadium (V ²⁺ ) peut être vue comme 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ³ .  La configuration électronique de l’ion vanadium (V ) montre les trois couches de vanadium. La dernière couche contient onze électrons. En effet, les onze électrons de valence du vanadium (V ²⁺ ) peuvent être utilisés.

V – 3e – V ³⁺

Au contraire, la configuration électronique des ions vanadium (V ³⁺ ), est 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ² .  Cette configuration électronique pour l’isotope du vanadium (V ³⁺ ), révèle que l’ion du vanadium a trois coquilles tandis que la dernière coquille a dix électrons. Dans ce cas, les éléments de valence de l’ion vanadium (V ³⁺ ) sont dix.

Qu’est-ce que la valence du vanadium ?

La valence est la capacité d’un atome d’un élément à se lier à un autre atome lors de la formation d’une molécule. Il existe des règles pour vous aider à déterminer si vous avez une valence. La valence est la somme de tous les électrons non appariés dans l’orbite finale d’une configuration électronique après une configuration électronique.

La configuration électronique de l’élément est également un facteur dans la détermination de la valence. Dans l’état fondamental, la configuration électronique du vanadium sera 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d _xy ¹  3d _yz ¹  3d _zx ¹  4s ² .  Cette configuration électronique montre les trois électrons non appariés dans le vanadium. Par conséquent, la valence du vanadium est 3. Vanadium(V), qui a les états d’oxydation +2, +3, +4 (+5). La valence du vanadium est donc 2,3,4,5. La formation de la liaison est ce qui détermine les états d’oxydation et de valence. L’utilisation la plus courante du vanadium est pour sa valence 4 ou 5.

oxydes

En raison de leur résistance à la corrosion, les oxydes de vanadium sont un composant industriel majeur. Ils sont utilisés dans les alliages de ferrovanadium, qui sont des alliages d’acier. Les métaux d’oxyde de vanadium réagissent avec la chaleur au-dessus de 660°C (1220°F) et peuvent facilement s’oxyder. Chaque état d’oxydation est associé à une couleur particulière.

Vanadium(II)

Le monoxyde de vanadium (VO) est un réactif électronique neutre. C’est un solide métallique gris qui peut être utilisé comme conducteur électrique. Le point de fusion à 1789°C (3252,2°F) est élevé. La solution a une couleur violette et s’oxyde en vanadium (III) lorsqu’elle est exposée à l’air. Cela fait passer la couleur au vert. Les ions bleus de vanadium peuvent également être produits en ajoutant de l’acide nitrique au vanadium(II), solution, VO ²⁺ .

Vanadium(III)

Le trioxyde de vanadium (V ₂ O ₃ ) est un solide noir, cristallin et insoluble. Cet oxyde basique se trouve naturellement dans le minéral de carélianite. Il agit également comme agent réducteur. Les oxydes de trioxyde de vanadium se forment lorsqu’ils sont exposés à l’oxygène. Ils forment l’état de vanadium (IV) de couleur bleue.

Vanadium(IV)

Le dioxyde de vanadium (VO ₂ ) est une substance amphotère qui peut agir à la fois comme base ou comme acide. Le dioxyde de vanadium, également appelé VO ²⁺ , est un composé de vanadyle de couleur bleue qui se dissocie lorsqu’il est placé dans une solution acide. Le dioxyde de vanadium peut produire des ions hypovanadate brun jaunâtre dans une solution basique [V ₄ O ₉ ] ² .

Vanadium(V)

Le pentoxyde de vanadium (V ₂ O ₅ ) est le composé le plus important du vanadium en raison de sa stabilité thermique. Il n’est pas facilement soluble dans l’eau et a une densité de 3,35 g/cm ³ . Cette poudre est de couleur jaune-rouge et peut être utilisée pour fabriquer des aimants supraconducteurs avec du galium. Ce composé est toxique lorsqu’il est inhalé, ingéré ou en contact avec la peau, malgré ses nombreuses utilisations. Dans des conditions acides, le métavanadate d’ammonium (NH ₄ VO ₃ ), un composé dans lequel le vanadium se trouve à l’état d’oxydation +5, peut être réduit. Le vanadium (V) peut être réduit en vanadium en ajoutant du zinc et des acides modérément concentrés.

Les minéraux contenant du vanadium comme la carnotite sont utilisés pour extraire le vanadium. Le minerai de carnotite est d’abord soumis à un processus d’enseignement. Après cela, il est traité avec des acides sulfuriques chauds et un agent oxydant pendant 24 heures. Le vanadium est converti en un sodium soluble par le procédé d’enseignement. Notamment, le vanadium peut également être trouvé dans la carnotite. Par conséquent, les sels d’uranium peuvent également être extraits. Le “minerai” restant, après que les sels ont été filtrés, est ensuite traité davantage. Cela permet de séparer le vanadium de l’uranium et de lui permettre de subir une réaction de précipitation à l’aide de sulfure d’ammonium. La réaction de précipitation conduit au métavanadate d’ammonium. Enfin, le métavanadate d’ammonium peut être filtré et calciné en pentoxyde de vanadium.

Références:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Vanadium
• https://www.rsc.org/periodic-table/element/23/vanadium
• https://www.vedantu.com/chemistry/vanadium
• https://www.ciaaw.org/vanadium.htm