23VVanadium

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

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse50,9415 ±1·10-4
Atommasse50,9415 u

Atomradien

Radius (empirisch)134 pm
Radius (berechnet)171 pm
Kovalenter Radius153 ±8 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationAr 3d3 4s2
Ionisierungsenergie(1.) 6,746187 eV
(2.) 14,634 eV
(3.) 29,3111 eV
(4.) 46,709 eV
(5.) 65,28165 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:8
m-Schale:11
n-Schale:2

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandfest
Dichte6,11 g·cm−3 (293,1 K)
Molares Volumen8,32·10-6 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit4.560 m·s−1 (293,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt2.183 K
Siedepunkt3.680 K
Flüssigkeitsbereich1.497 K
Sprungtemperatur5,4 K

Enthalpien

Schmelzenthalpie22,8 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie453 kJ·mol-1
Bindungsenergie515 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität489 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit31 W·m-1·K-1
Ausdehnungskoeffizient8,4·10-6 K-1

Härten

Mohshärte7
Brinellhärte628 NM·m-2
Vickershärte628 NM·m-2

Elastizitätseigenschaften

Youngscher Modul128 GPa
Schubmodul47 GPa
Kompressionsmodul160 GPa
Poissonzahl0,37

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit5·106 S·m-1
Wiederstand2·10-7 Ωm

Magnetismus

Magnetismusparamagnetisch
Magnetische Suszeptibilität2,55·10-4 cm3·mol−1 (298 K)

Optische Eigenschaften

Reflexionsgrad61 %

Chemische Eigenschaften

Basizitätamphoter
Oxidationszustand+5, +4 ,+3 ,+2

Elektronegativität

Pauling-Skala1,63
Sanderson-Skala1,39
Allred-Rochow-Skala1,45
Ghosh-Gupta-Skale3,148 eV
Nagle-Skale1,27
Pearson-Skale3,6 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturkubisch-körperzentriert
Goldschmidt-Klassifikationlithophil
Supraleitermit Sprungtemperatur (Festkörper, Normaldruck)
Preis/kg371 ±14 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
1.000 ppb ≈ 1·1013 M☉
sunny
Sonne
400 ppb ≈ 7,95·1011 Mt
destruction
Meteorit
62.000 ppb ≈ 62 g
public
Erdkruste
190.000 ppb ≈ 5,26·106 Mt
water_drop
Ozeane
1,5 ppb ≈ 2,05 Gt
waves
Fließendes Gewässer
1 ppb ≈ 16 kt
accessibility_new
Menschlicher Körper
30 ppb ≈ 2,1 mg