How many valence electrons does Vanadium have?

Vanadin, elementet i grupp 5, är symbolen “V”. Vanadin kan betraktas som ett övergångselement. Vanadin är ett övergångselement. Därför har valenselementen för vanadin bestämts annorlunda. Den här artikeln förklarar i detalj valenselektronerna för vanadin.  Det kan legeras med stål och järn för att göra höghastighetsverktygsstål, höghållfast låglegerat stål och slitstarkt gjutjärn. 

Historia och användningsområden

Andres Manuel Del Rio, en spansk kemist, upptäckte vanadin 1801. Rio skickade vanadinmalmprover och ett brev som beskriver hans metoder till Institute de France, Paris, Frankrike för analys och bekräftelse. Rios brev, som han hade kallat erythronium av Rio, försvann i en sjöfartsolycka. Institutet fick bara hans prover. Den innehöll också en anteckning som förklarade hur detta nya grundämne, som Rio hade kallat erythronium av Rio, såg ut som krom. Rio drog tillbaka påståendet efter att han fått ett brev från Paris som ifrågasatte hans upptäckt. Nils Gabriel Sefström (en svensk kemist) upptäckte vanadin 1830 efter att ha analyserat prover från en svensk gruva. Sir Henry Enfield Roscoe (en engelsk kemist) isolerade vanadin 1867 genom att blanda vanadintriklorid med vätgas (H₂ ).

Nästan 80 % används i ferrovanadiumtillverkning eller som tillsats till stål. Ferrovanadium, en stark och motståndskraftig mot korrosionslegering av järn som innehåller mellan 1 % och 6 procent vanadin, kallas ferrovanadium. Vanadinstål och ferrovanadium används vid tillverkning av delar till jetmotorer, axlar, vevaxlar, växlar, fjädrar och skärverktyg.

Vanadinets (V) plats i det periodiska systemet

Biologisk roll

Vanadin är ett viktigt mineral för vissa arter, såsom människor. Men vi behöver bara väldigt lite. Vanadin är bara 0,01 mg per dag. Detta är tillräckligt för att möta våra dagliga behov. Vanadin kan vara giftigt i vissa föreningar.

isotoper

Det finns 20 vanadinisotoper, från V-23 till V-43. Vanadin har bara en stabil isotop, V-51. V-50 är stabil, med en halveringstid som mäter 1,4 x 10 ¹⁷ år. Naturligt vanadin är mestadels en blandning mellan de två isotoperna vanadin-50 (0,24%) och vanadin-5 (99,76%).

Naturligt överflöd

Vanadin finns i 65 mineraler, inklusive vanadinit och karnotit. Det kan också finnas i vissa järnmalmer, fosfatberg och råoljor som organiska komplex. Vanadinoxid reduceras med kalcium i ett tryckkärl för att göra vanadinmetall. Reducera vanadin(III), klorid med magnesium för att erhålla vanadin med hög renhet.

Vanadin effekter på miljön

Vanadin finns i många arter av växter, djur, ryggradslösa djur och fiskar. Vanadin kan bioackumuleras i musslor och krabbor, vilket kan resultera i koncentrationer upp till 10 5 till tio 6 mer än de som finns i havsvatten. Vanadin hämmar enzymer hos djur. Detta har många neurologiska effekter. Vanadin kan också orsaka andningsproblem, förlamningar och negativa effekter på levern eller njurarna.

Laboratorieförsök på försöksdjur har visat att vanadin kan skada reproduktionssystemet hos handjur och ansamlas i honans moderkaka.

Var kan man hitta vanadin?

Vanadin, den femte vanligaste övergångsmetallen, är också det tjugoåttonde vanligaste grundämnet av alla element i det periodiska systemet. Vanadin utgör 0,136 procent av jordens jordskorpa. Vanadin finns i olika mineraler, inklusive vanadinit och roscoelit, kol och petroleumolja. Det kan köpas kommersiellt i många länder, som Mexiko, Venezuela och Mexiko. Kina, Sydafrika och Ryssland. Några få mineralvattenkällor, och vissa ryggradslösa djur eller växter, har höga halter av vanadin.

Vilka är valenselementen i vanadin(V)?

Vanadin är det första elementet i grupp 5. De grundämnen som finns i grupperna 3-12 kan kallas övergångselement.

Antalet elektroner som finns kvar i banans sista omloppsbana är valenselektronen. Men i fallet med övergångselement är valenselektronerna fortfarande i det inre skalet (omloppsbana). På grund av konfigurationen av vanadin (V) är det tydligt att de sista elektronerna finns i d-orbitalen. Ett elements egenskaper bestäms av valenselementen, och de spelar också en roll i bildandet av bindningar.

Hur många protoner och elektroner innehåller en vanadinmolekyl?

Kärnan är belägen i centrum av en atom. I kärnan finns protoner och neutroner. Atomnumret V är 23. Antalet protoner i ett ämne kallas atomnumret. Antalet protoner som finns i vanadin är 23. Ett cirkulärt skal utanför kärnan innehåller elektroner som är lika med protoner. En vanadinatom innehåller totalt 23 elektroner.

Skillnaden mellan antalet och atomerna av ett elements atommassa och antalet är antalet neutroner. Neutrontalet n = atommassanummer (A)-atomnummer (Z)

Vi vet att vanadin har atomnummer 23 och att dess atomvikt är 51 (50,9415u). Neutron (n) = 51 – 23 = 28. Vanadin har alltså 28 neutroner.

Valens är förmågan hos en atom i ett kemiskt element att bilda ett visst antal kemiska bindningar med andra atomer. Det tar värden från 1 till 8 och kan inte vara lika med 0. Det bestäms av antalet elektroner i en atom som används för att bilda kemiska bindningar med en annan atom. Valensen är ett verkligt värde. Numeriska valensvärden indikeras med romerska siffror (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Hur kan du beräkna hur många valenselektroner som finns i en vanadin(V), atom?

Efter några steg kan du bestämma elektronernas valens. En av dem är elektronkonfigurationen. Det är omöjligt att avgöra om elektronkonfigurationen saknas. Det är enkelt att bestämma elektronkonfigurationen för alla element. Bohrs atommodell kan inte användas för att bestämma valensen av övergångselementen. Det inre skalet är där valenselementen i övergångselementet finns. Det är dock möjligt att bestämma valenselementet för ett övergångselement med hjälp av Aufbau-principen. Så här kan vi bestämma valensen av vanadin (V).

Hitta det totala antalet elektroner i vanadin (V)

Vi måste först veta hur många elektroner som finns i vanadin(V-atomen). Antalet protoner i vanadin krävs för att beräkna antalet elektroner. Du behöver veta vad vanadinelementets atomnummer är för att ta reda på antalet elektroner. Det periodiska systemet kan hjälpa oss att bestämma atomnumren. Det periodiska systemet ger den information som behövs för att beräkna atomnumret för vanadinkomponenter. Antalet protoner i en atom är atomnumret. Dessutom kan elektroner lika med protoner hittas utanför kärnan.

Vi kan alltså dra slutsatsen att det finns elektroner som är lika med eller större än atomnumren i vanadinatomer. Vi kan se att vanadin (V) har ett atomnummer på 23 från det periodiska systemet. Det totala antalet elektroner i en vanadinatom är därför 23.

Termerna ” oxidationsgrad ” och ” valens ” kanske inte är samma, men de är numeriskt nästan identiska. Den villkorliga laddningen av en atoms atom kallas oxidationstillstånd. Det kan vara antingen positivt eller negativt. Valens hänvisar till förmågan hos en atom att bilda bindningar. Det kan inte ha ett negativt värde.

Behöver du göra elektronkonfigurationen av vanadin?

Steg 2 är kritiskt. Vanadinets (V) elektroner måste organiseras i detta steg. Elektronkonfigurationen för vanadin visar att det finns fyra skal. ett skal innehåller två elektroner; den andra har åtta elektroner. Ett tredje skal har 11 elektroner. Ett fjärde skal har två elektroner. Elektronkonfigurationen för vanadin genom underbana är 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ³  4s ² .

Beräkna det totala antalet elektroner genom att bestämma valensskalet

Det tredje steget innebär att diagnostisera omloppsbanan (valensskal). Valensskalet är skalet som följer elektronkonfigurationen. Antalet elektroner som ingår i ett valensskals summa kallas valenselektroner. Valenselementen för övergångselement finns dock i den inre omloppsbanan. För att bestämma valensen av övergångselementet måste du lägga till det totala antalet elektroner av d-orbital till elektroner i den slutliga omloppsbanan av en atom. Vanadinets elektronkonfiguration avslöjar att vanadinets sista skal innehåller två elektroner medan d-orbitalen har tre elektroner (3d ³ ). Vanadins valenselektroner är fem.

1.  Valensen är ett numeriskt kännetecken för förmågan hos atomer i ett givet element att binda till andra atomer.
2. Valensen av väte är konstant och lika med ett.
3. Valensen av syre är också konstant och lika med två.
4. Valensen för de flesta av de andra elementen är inte konstant. Det kan bestämmas genom formlerna för deras binära föreningar med väte eller syre.

Hur många valenselement har vanadinjon (V ²⁺ och V ³⁺ )?

Elementen med 1 eller 2 elektroner i sina skal donerar elektroner för bindningsbildning. Katjon är element som ger elektroner för att göra bindningar. Vanadinatom ger två elektroner i en 4s orbital för att transformera ett vanadin (V ²⁺ ). Vanadin kan beskrivas som ett katjonelement. Det finns två typer: V ²⁺ och V ³⁺ .

V – 2e – V ²⁺

Här kan elektronkonfigurationen för vanadinjon (V ²⁺ ) ses som 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ³ .  Elektronkonfigurationen för vanadin-jon(V ) visar vanadinets tre skal. Det sista skalet innehåller elva elektroner. Detta beror på att de elva valenselektronerna i vanadin (V ²⁺ ), kan användas.

V – 3e – V ³⁺

Tvärtom är elektronkonfigurationen för vanadinjoner (V3 ⁺ ) 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d ² .  Denna elektronkonfiguration för vanadinisotop (V ³⁺ ), avslöjar att vanadinjonen har tre skal medan det sista skalet har tio elektroner. I detta fall är valenselementen för vanadinjonen (V3 ⁺ ) tio.

Vad är vanadinvalens?

Valens är förmågan för ett elements atom att binda till en annan atom under bildandet av en molekyl. Det finns regler som hjälper dig att avgöra om du har valens. Valensen är summan av alla elektroner som är oparade i den slutliga orbitalen av en elektronkonfiguration efter en elektronkonfiguration.

Elementets elektronkonfiguration är också en faktor för att bestämma valens. I grundtillståndet kommer vanadinets elektronkonfiguration att vara 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  3d _xy ¹  3d _yz ¹  3d _zx ¹  4s ² .  Denna elektronkonfiguration visar de tre oparade elektronerna i vanadin. Därför är vanadinets valens 3. Vanadin(V), som har oxidationstillstånden +2, +3, +4 (+5). Valensen för vanadin är därför 2,3,4,5. Bindningsbildningen är det som bestämmer oxidations- och valenstillstånden. Den vanligaste användningen av vanadin är för dess valens 4 eller 5.

oxider

På grund av deras motståndskraft mot korrosion är vanadinoxider en viktig industriell komponent. De används i ferrovanadiumlegeringar, som är stållegeringar. Vanadinoxidmetaller reagerar med värme över 660°C (1220°F) och kan lätt oxidera. Varje oxidationstillstånd är associerat med en viss färg.

Vanadin(II)

Vanadinmonoxid (VO) är ett elektroniskt neutralt reagens. Det är en grå metallisk fast substans som kan användas som en elektrisk ledare. Smältpunkten vid 1789°C (3252,2°F) är hög. Lösningen har en lila färg och oxiderar till vanadin (III) när den utsätts för luft. Detta gör att färgen ändras till grönt. Blå vanadinjoner kan också framställas genom att tillsätta salpeter till vanadin(II), lösning, VO ²⁺ .

Vanadin(III)

Vanadintrioxid (V ₂ O ₃ ) är ett svart, kristallint, olösligt fast ämne. Denna grundläggande oxid finns naturligt i karelianitmineralet. Det fungerar också som ett reduktionsmedel. Vanadintrioxidoxider bildas när de utsätts för syre. De bildar det blåfärgade vanadin (IV) tillståndet.

Vanadin(IV)

Vanadindioxid (VO ₂ ) är ett amfotärt ämne som kan fungera som både bas eller syra. Vanadindioxid, även känd som VO ²⁺ , är en blåfärgad vanadylförening som dissocierar när den placeras i en sur lösning. Vanadindioxid kan producera gulbruna hypovanadatjoner i en baslösning [V ₄ O ₉ ] ² .

Vanadin(V)

Vanadinpentoxid (V ₂ O ₅ ) är vanadinets viktigaste förening på grund av dess termiska stabilitet. Det är inte lättlösligt i vatten och har en densitet på 3,35 g/cm ³ . Detta pulver är gulrött till färgen och kan användas för att göra supraledande magneter med galium. Denna förening är giftig vid inandning, förtäring eller kontakt med huden, trots dess omfattande användningsområden. Under sura förhållanden kan ammoniummetavanadat (NH ₄ VO ₃ ), en förening i vilken vanadin finns i oxidationstillståndet +5, reduceras. Vanadin (V) kan reduceras till vanadin genom att tillsätta zink och måttligt koncentrerade syror.

Vanadinhaltiga mineraler som karnotit används för att extrahera vanadin. Karnotitmalmen är först föremål för en undervisningsprocess. Därefter behandlas den med heta svavelsyror och ett oxidationsmedel i 24 timmar. Vanadin omvandlas till ett lösligt natrium genom undervisningsprocessen. Noterbart kan vanadin också hittas i karnotit. Därför kan även uransalter utvinnas. Den återstående “malmen”, efter att salterna har filtrerats, bearbetas sedan vidare. Detta gör att vanadin kan separeras från uran och låta det genomgå en utfällningsreaktion med ammoniumsulfurat. Utfällningsreaktionen resulterar i ammoniummetavanadat. Slutligen kan ammoniummetavanadat filtreras och kalcineras till vanadinpentoxid.

Referenser:

• 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