Vanadio

Vanadio
23 V                                                                                                                                                                                                                                               titanio ← vanadio → cromo
Aspetto
metallo grigio-argenteo
Linea spettrale
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	vanadio, V, 23
Serie	metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco	5, 4, d
Densità	6 110 kg/m³
Durezza	7,0
Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	4F3/2
Proprietà atomiche
Peso atomico	50,9415
Raggio atomico (calc.)	135(171) pm
Raggio covalente	125 pm
Configurazione elettronica	[Ar]3d34s2
e− per livello energetico	2, 8, 11, 2
Stati di ossidazione	5,3 (anfotero)
Struttura cristallina	cubico a corpo centrato
Proprietà fisiche
Stato della materia	Solido
Punto di fusione	2 175 K (1 902 °C)
Punto di ebollizione	3 682 K (3 409 °C)
Volume molare	8,32×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	452 J/mol
Calore di fusione	20,9 kJ/mol
Tensione di vapore	3,06 Pa a 2 175 K
Velocità del suono	4560 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-62-2
Elettronegatività	1,63 (scala di Pauling)
Calore specifico	490 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	4,89×106/(m·Ω)
Conducibilità termica	30,7 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	650,9 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 414 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	2 830 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	4 507 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione	6 298,7 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 48V sintetico 15,9735 giorni ε 4,012 48Ti 49V sintetico 330 giorni ε 0,602 49Ti 50V 0,25% 1,4×1017 anni ε β 2,208 1,037 50Ti 50Cr 51V 99,75% V è stabile con 28 neutroni
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

Il vanadio è l'elemento chimico di numero atomico 23 e il suo simbolo è V. È il primo elemento del gruppo 5 del sistema periodico, facente parte del blocco d, ed è quindi un elemento di transizione. Il vanadio metallico è duro, grigio argenteo, duttile e malleabile. È raro trovarlo in natura allo stato elementare ma, una volta che venga prodotto dai suoi minerali, la superficie metallica si ricopre di un velo di ossido piuttosto compatto che protegge il metallo sottostante da ulteriore corrosione (passivazione).

I composti del vanadio vennero scoperti da Andrés Manuel del Río nel 1801 nel Vicereame della Nuova Spagna, grazie all'analisi di un nuovo minerale (chiamato "piombo marrone"), in cui capì che le sue qualità erano dovute alla presenza di un elemento sconosciuto, che chiamò erythronium (dal greco ἐρυθρός, erythrós, "rosso") in quanto, in seguito a riscaldamento, la maggior parte dei sali diventano rossi. Quattro anni più tardi, tuttavia fu (erroneamente) ritenuto dagli altri scienziati identico al cromo. I cloruri di vanadio sono stati prodotti nel 1830 da Nils Gabriel Sefström che in tal modo dimostrò la presenza di un nuovo elemento, per il quale coniò il nome di "vanadio" dalla dea scandinava della bellezza e della fertilità, Vanadis (Freia). Nel 1867, Henry Enfield Roscoe ottenne l'elemento puro.

Il vanadio si trova naturalmente in circa 65 minerali diversi e nei depositi di combustibili fossili. Viene prodotto in Cina e in Russia dalle scorie delle fonderie di acciaio; altri paesi lo producono sia dalla polvere di scarico dell'olio pesante o come sottoprodotto dell'estrazione dell'uranio. Si usa soprattutto in metallurgia, per la produzione di leghe di acciaio speciali, come gli acciai per utensili super rapidi. Il più importante composto industriale di vanadio, il pentossido di vanadio, viene usato come catalizzatore per la produzione di acido solforico.

Grandi quantità di ioni di vanadio si trovano in alcuni organismi, probabilmente come tossina. L'ossido e alcuni altri sali di vanadio presentano una tossicità moderata. Particolarmente nell'ambiente marino, il vanadio viene utilizzato in alcune forme di vita come centro attivo di enzimi.