Сколько валентных электронов у ванадия?

Ванадий, элемент группы 5, имеет символ «V». Ванадий можно считать переходным элементом. Ванадий является переходным элементом. Поэтому валентность элементов ванадия определялась по-разному. В этой статье подробно объясняются валентные электроны для ванадия.  Его можно легировать сталью и железом для изготовления быстрорежущей инструментальной стали, высокопрочной низколегированной стали и износостойкого чугуна. 

История и использование

Андрес Мануэль Дель Рио, испанский химик, открыл ванадий в 1801 году. Рио отправил образцы ванадиевой руды и письмо с подробным описанием своих методов в Институт Франции в Париже, Франция, для анализа и подтверждения. Письмо Рио, которое Рио назвал эритронием, было потеряно в результате крушения корабля. Институт получил только его образцы. В нем также содержалось примечание, объясняющее, почему этот новый элемент, который Рио назвал эритронием, выглядит как хром. Рио отозвал иск после того, как получил письмо из Парижа, оспаривающее его открытие. Нильс Габриэль Сефстром (шведский химик) открыл ванадий в 1830 году после анализа образцов из шведской шахты. Сэр Генри Энфилд Роско (английский химик) выделил ванадий в 1867 году путем смешивания трихлорида ванадия с газообразным водородом ( H₂).

Почти 80% используется в производстве феррованадия или в качестве добавки к стали. Феррованадий, прочный и устойчивый к коррозии сплав железа, содержащий от 1% до 6% ванадия, называется феррованадием. Ванадиевая сталь и феррованадий используются при изготовлении деталей реактивных двигателей, осей, коленчатых валов, шестерен, пружин, режущего инструмента.

Место ванадия (V) в периодической таблице

Биологическая роль

Ванадий является важным минералом для некоторых видов, например человека. Однако нам нужно совсем немного. Ванадий составляет всего 0,01 мг в сутки. Этого достаточно для удовлетворения наших повседневных потребностей. Ванадий может быть токсичным в некоторых соединениях.

Изотопы

Существует 20 изотопов ванадия, от V-23 до V-43. У ванадия есть только один стабильный изотоп V-51. V-50 стабилен, его период полураспада составляет 1,4 x 10 ¹⁷ лет. Природный ванадий в основном представляет собой смесь двух изотопов ванадия-50 (0,24%) и ванадия-5 (99,76%).

Природное изобилие

Ванадий содержится в 65 минералах, включая ванадинит и карнотит. Его также можно найти в некоторых железных рудах, фосфоритах и ​​сырой нефти в виде органических комплексов. Оксид ванадия восстанавливают кальцием в сосуде высокого давления с получением металлического ванадия. Восстанавливают хлорид ванадия(III) магнием с получением ванадия высокой чистоты.

Воздействие ванадия на окружающую среду

Ванадий содержится во многих видах растений, животных, беспозвоночных и рыб. Ванадий может биоаккумулироваться в мидиях и крабах, что может привести к его концентрации в 10 5 – 10 6 раз больше, чем в морской воде. Ванадий ингибирует ферменты у животных. Это имеет много неврологических эффектов. Ванадий также может вызывать проблемы с дыханием, параличи и неблагоприятное воздействие на печень или почки.

Лабораторные испытания на подопытных животных показали, что ванадий может нанести вред репродуктивной системе самцов животных и накапливаться в плаценте самок.

Где найти ванадий?

Ванадий, пятый по распространенности переходный металл, также является двадцать восьмым по распространенности элементом из всех элементов таблицы Менделеева. Ванадий составляет 0,136% породы земной коры. Ванадий содержится в различных минералах, включая ванадинит и роскоэлит, уголь и сырую нефть. Его можно приобрести на коммерческой основе во многих странах, таких как Мексика, Венесуэла и Мексика. Китая, Южной Африки и России. Несколько источников минеральной воды, а также некоторые беспозвоночные или растения имеют высокие уровни ванадия.

Каковы валентные элементы ванадия(V)?

Ванадий является первым элементом в группе 5. Элементы, находящиеся в группах 3-12, можно назвать переходными элементами.

Число электронов, оставшихся на последней орбите орбиты, является валентным электроном. Однако в случае с переходными элементами валентные электроны все еще находятся на внутренней оболочке (орбите). Из-за конфигурации ванадия (V) ясно, что последние электроны находятся на d-орбитали. Свойства элемента определяются валентностью элементов, а также они играют роль в образовании связей.

Сколько протонов и электронов содержит молекулярный атом ванадия?

Ядро расположено в центре атома. В ядре находятся протоны и нейтроны. Атомный номер V равен 23. Количество протонов в веществе известно как атомный номер. Количество протонов, обнаруженных в ванадии, равно 23. В круглой оболочке, расположенной вне ядра, находятся электроны, равные протонам. Всего атом ванадия содержит 23 электрона.

Разница между числом атомов и атомной массой элемента и числом является числом нейтронов. Число нейтронов n = атомное массовое число (A) – атомный номер (Z)

Мы знаем, что ванадий имеет атомный номер 23 и его атомный вес 51 (50,9415 u). Нейтрон (n) = 51 – 23 = 28. Таким образом, ванадий имеет 28 нейтронов.

Валентность – это способность атома химического элемента образовывать определенное количество химических связей с другими атомами. Он принимает значения от 1 до 8 и не может быть равен 0. Он определяется количеством электронов атома, потраченных на образование химических связей с другим атомом. Валентность является реальной ценностью. Числовые значения валентности обозначены римскими цифрами (I,II,III,IV,V,VI,VII,VIII).

Как можно рассчитать, сколько валентных электронов содержится в атоме ванадия(V)?

Выполнив несколько шагов, вы сможете определить валентность электронов. Одним из них является электронная конфигурация. Невозможно определить, отсутствует ли электронная конфигурация. Легко определить электронную конфигурацию всех элементов. Модель атома Бора не может быть использована для определения валентности переходных элементов. Внутренняя оболочка – это место, где находятся валентные элементы переходного элемента. Однако можно определить элемент валентности переходного элемента, используя принцип Ауфбау. Вот как мы можем определить валентность ванадия (V).

Нахождение полного числа электронов в ванадии (V)

Сначала нам нужно знать, сколько электронов в ванадии (атоме V). Количество протонов в ванадии требуется для расчета количества электронов. Вам нужно знать атомный номер элемента ванадия, чтобы узнать количество электронов. Периодическая таблица может помочь нам определить атомные номера. Периодическая таблица предоставляет информацию, необходимую для расчета атомных номеров компонентов ванадия. Количество протонов в атоме – это атомный номер. Кроме того, электроны, равные протонам, могут быть найдены вне ядра.

Таким образом, мы можем заключить, что в атомах ванадия есть электроны, равные или превышающие атомные номера. Мы видим, что ванадий (V) имеет атомный номер 23 из периодической таблицы. Таким образом, общее число электронов в атоме ванадия равно 23.

Термины « степень окисления » и « валентность » могут не совпадать, но численно они почти идентичны. Условный заряд атома атома называется степенью окисления. Он может быть как положительным, так и отрицательным. Валентность относится к способности атома образовывать связи. Он не может иметь отрицательное значение.

Вам нужно сделать электронную конфигурацию ванадия?

Шаг 2 имеет решающее значение. Электроны ванадия (V) должны быть организованы на этом этапе. Электронная конфигурация ванадия показывает, что существует четыре оболочки. Одна оболочка содержит два электрона; второй имеет восемь электронов. На третьей оболочке 11 электронов. Четвертая оболочка имеет два электрона. Электронная конфигурация ванадия через суборбиту: 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ³  4s ² .

Рассчитайте общее количество электронов, определив валентную оболочку

Третий этап предполагает диагностику орбиты (валентной оболочки). Валентная оболочка — это оболочка, соответствующая электронной конфигурации. Число электронов, содержащихся в общем количестве валентной оболочки, называется валентными электронами. Однако валентные элементы переходных элементов находятся на внутренней орбите. Чтобы определить валентность переходного элемента, необходимо прибавить общее количество электронов d-орбитали к электронам на конечной орбите атома. Электронная конфигурация ванадия показывает, что последняя оболочка ванадия содержит два электрона, а d-орбиталь имеет три электрона (3d ³ ). Валентных электронов ванадия пять.

1.  Валентность — числовая характеристика способности атомов данного элемента связываться с другими атомами.
2. Валентность водорода постоянна и равна единице.
3. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
4. Валентность большинства других элементов непостоянна. Его можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Сколько валентных элементов имеет ион ванадия (V ²⁺ и V ³⁺ )?

Элементы с 1 или 2 электронами в своих оболочках отдают электроны на образование связи. Катионы – это элементы, которые отдают электроны для образования связей. Атом ванадия отдает два электрона на 4s-орбитали, превращая ванадий (V ²⁺ ). Ванадий можно описать как катионный элемент. Есть два типа: V ²⁺ и V ³⁺ .

В – 2е – В ²⁺

Здесь электронную конфигурацию иона ванадия (V ²⁺ ) можно рассматривать как 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ³ .  Электронная конфигурация иона ванадия (V) показывает три оболочки ванадия. Последняя оболочка содержит одиннадцать электронов. Это связано с тем , что могут быть использованы одиннадцать валентных электронов ванадия (V ^{2+ ).}

V – 3e – V ³⁺

Напротив, электронная конфигурация ионов ванадия (V ³⁺ ) представляет собой 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ² .  Эта электронная конфигурация изотопа ванадия (V ³⁺ ) показывает, что ион ванадия имеет три оболочки, а последняя оболочка имеет десять электронов. В этом случае валентность элементов ванадия (V ³⁺ ) равна десяти.

Какая валентность у ванадия?

Валентность — это способность атома элемента связываться с другим атомом при образовании молекулы. Есть правила, которые помогут вам определить, есть ли у вас валентность. Валентность представляет собой сумму всех неспаренных электронов на конечной орбитали электронной конфигурации после электронной конфигурации.

Электронная конфигурация элемента также является фактором, определяющим валентность. В основном состоянии электронная конфигурация ванадия будет 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d _xy ¹  3d _yz ¹  3d _zx ¹  4s ² .  Эта электронная конфигурация показывает три неспаренных электрона ванадия. Следовательно, валентность ванадия равна 3. Ванадий(V), который имеет степени окисления +2, +3, +4 (+5). Таким образом, валентность ванадия равна 2,3,4,5. Образование связи определяет степени окисления и валентности. Наиболее распространено использование ванадия из-за его валентности 4 или 5.

Оксиды

Из-за своей устойчивости к коррозии оксиды ванадия являются основным промышленным компонентом. Они используются в феррованадиевых сплавах, которые являются сплавами стали. Металлы-оксиды ванадия реагируют при нагревании выше 660°C (1220°F) и могут легко окисляться. Каждой степени окисления соответствует определенный цвет.

Ванадий(II)

Монооксид ванадия (VO) является электронным нейтральным реагентом. Это серое металлическое твердое вещество, которое можно использовать в качестве электрического проводника. Температура плавления 1789°C (3252,2°F) является высокой. Раствор имеет фиолетовый цвет и окисляется до ванадия (III) на воздухе. Это приводит к изменению цвета на зеленый. Синие ионы ванадия также можно получить, добавляя азотную кислоту к раствору ванадия(II) VO ²⁺ .

Ванадий(III)

Триоксид ванадия (V ₂ O ₃ ) представляет собой черное кристаллическое нерастворимое твердое вещество. Этот основной оксид естественным образом содержится в минерале карелианите. Он также действует как восстановитель. Оксиды триоксида ванадия образуются при контакте с кислородом. Они образуют состояние ванадия (IV) синего цвета.

Ванадий(IV)

Диоксид ванадия (VO ₂ ) представляет собой амфотерное вещество, которое может действовать как основание или кислота. Диоксид ванадия, также известный как VO ²⁺ , представляет собой соединение ванадила синего цвета, которое диссоциирует при помещении в раствор кислоты. Диоксид ванадия может образовывать желтовато-коричневые ионы гипованадата в растворе основания [V ₄ O ₉ ] ² .

Ванадий(V)

Пятиокись ванадия (V ₂ O ₅ ) является наиболее важным соединением ванадия из-за его термической стабильности. Он плохо растворим в воде и имеет плотность 3,35 г/см ³ . Этот порошок желто-красного цвета может быть использован для изготовления сверхпроводящих магнитов с галием. Это соединение токсично при вдыхании, проглатывании или контакте с кожей, несмотря на широкое применение. В кислых условиях может восстанавливаться метаванадат аммония (NH ₄ VO ₃ ), соединение, в котором ванадий находится в степени окисления +5. Ванадий (V) можно восстановить до ванадия добавлением цинка и умеренно концентрированных кислот.

Ванадийсодержащие минералы, такие как карнотит, используются для извлечения ванадия. Карнотитовая руда сначала подвергается процессу выщелачивания. После этого его обрабатывают горячими серными кислотами и окислителем в течение 24 часов. Ванадий превращается в растворимый натрий в процессе выщелачивания. Примечательно, что ванадий также можно найти в карнотитах. Следовательно, соли урана также могут быть извлечены. Оставшаяся «руда» после фильтрации солей подвергается дальнейшей обработке. Это позволяет отделить ванадий от урана и подвергнуть его реакции осаждения с использованием сульфата аммония. В результате реакции осаждения образуется метаванадат аммония. Наконец, метаванадат аммония можно отфильтровать и прокалить до пятиокиси ванадия.

Рекомендации:

• 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