ڤناديوم

الڤناديوم Vanadium عنصر كيميائي في الجدول الدوري، رمزه V، ووزنه الذري 23. وهو عنصر نادر لين مطاوع، ويتواجد مختلطاً بأملاح معينة ويستعمل لإنتاج سبائك معينة. والڤناديوم واحد من 26 عنصر مشترك متواجدين بالكائنات الحية.

Vanadium,  23V
Vanadium etched.jpg
الخصائص العامة
النطق
المظهرblue-silver-grey metal
الوزن الذري العياري (Ar, standard)50.9415(1)
Vanadium في الجدول الدوري
Hydrogen (reactive nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (reactive nonmetal)
Nitrogen (reactive nonmetal)
Oxygen (reactive nonmetal)
Fluorine (reactive nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (reactive nonmetal)
Sulfur (reactive nonmetal)
Chlorine (reactive nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (post-transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (reactive nonmetal)
Bromine (reactive nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (post-transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (reactive nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (post-transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (post-transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (unknown chemical properties)
Moscovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)


V

Nb
تيتانيومvanadiumكروم
الرقم الذري (Z)23
المجموعة، الدورةمجموعة غير مرقمة, الفترة {{{period}}}
المستوى الفرعي[[المستوى الفرعي {{{block}}}]]
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d3 4s2
الإلكترونات للغلاف2, 8, 11, 2
الخصائص الطبيعية
نقطة الانصهار2183 K ​(1910 °س، ​3470 °F)
نقطة الغليان3680 K ​(3407 °س، ​6165 °ف)
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.)6.11 ج/سم³
حين يكون سائلاً (عند ن.إ.)5.5 ج/سم³
حرارة الانصهار21.5 kJ/mol
حرارة التبخر444 kJ/mol
السعة الحرارية المولية24.89 J/(mol·K)
ضغط البخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 2101 2289 2523 2814 3187 3679
الخصائص الذرية
الكهرسلبيةمقياس پاولنگ: 1.63
طاقات التأين
  • الأول: 650.9 kJ/mol
  • الثاني: 1414 kJ/mol
  • الثالث: 2830 kJ/mol
  • (المزيد)
نصف القطر الذريempirical: 134 pm
نصف قطر التكافؤ153±8 pm
Color lines in a spectral range
خصائص أخرى
التواجد الطبيعيprimordial
البنية البلوريةbody-centered cubic (bcc)
Body-centered cubic crystal structure for vanadium
سرعة الصوت قضيب رفيع4560 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع30.7 W/(m·K)
التمدد الحراري8.4 µm/(m⋅K) (عند 25 °س)
المقاومة الكهربائية197 nΩ⋅m (at 20 °C)
الترتيب المغناطيسيparamagnetic
القابلية المغناطيسية+255.0×10−6 cm3/mol (298 K)[1]
معامل يونگ128 GPa
معامل القص47 GPa
معاير الحجم160 GPa
نسبة پواسون0.37
صلادة موز6.7
صلادة ڤيكرز628–640 MPa
صلادة برينل600–742 MPa
رقم كاس7440-62-2
التاريخ
الاكتشافنيلس گابرييل سفستروم (1830)
أول عزلهنري روسكو (1867)
سماهنيلس گابرييل سفستروم (1830)
نظائر vanadium الرئيسية
نظير التوفر عمر النصف (t1/2) نمط الاضمحلال الناتج
48V إصط 16 d β+ 48Ti
49V syn 330 d ε 49Ti
50V 0.25% 1.5×1017 y ε 50Ti
β 50Cr
51V 99.75% 51V هو نظير مستقر وله 28 نيوترون
تصنيف التصنيف: Vanadium
| المراجع

والعدد الذري للڤناديوم 23 والوزن الذري 50,9415، والكثافة 6,1 جم/سم§ في 20°م. وينصهر عند درجة حرارة 1,890 ± 10°م ويغلي عند 3,380°م.

عُرِف الڤناديوم كعنصر جديد أول مرة في عام 1801م على يد عالم الفلزات المكسيكي أندرس مانويل دل ريو ولكنه لاحقًا اعتقد أنه عنصر كروم غير نقي. وأعاد اكتشافه عالم الكيمياء السويدي نيلس گابرييل سفستروم في عام 1830م وأعطاه اسم ڤناديس وهي معبودة الجمال الإسكندينافية.

ولا يوجد الڤناديوم منفردًا في الطبيعة ولكنه يوجد متحدًا مع عناصر أخرى في أكثر من 60 معدنًا. فمثلاً يوجد الڤناديوم مشتركاً مع [[اليورانيوم في معدن الكرنوتيت الإشعاعي ومع الكبريت في معدن الپاترونيت ومع الرصاص في الڤنادينيت. وأحد أهم مصادر الفاناديوم هو [[الماگنتيت التيتانومي. وهو خام حديد يوجد في فنلندا وجنوب إفريقيا والاتحاد السوفييتي (سابقًا).

يوجد الڤناديوم بكميات زهيدة في قشرة كوكب الأرض، ووجدت منه كميات ضئيلة في النيازك. يُعدّ الماگنتيت التيتانيومي (وهو خام حديد أحد أهم مصادر الفاناديوم في العالم. يعد الڤناديوم أحد العناصر النادرة المهمة في جسم الإنسان، وتشير الأبحاث إلى أن ارتفاع تركيز الفاناديوم في الجسم يرتبط بمرض الاكتئاب الهوسي وباضطرابات أخرى.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

صفاته الفيزيائية

أدرج الڤناديوم فيما بعد مع العناصر الانتقالية في جدول مندلييف الدوري للعناصر الكيميائية. وهو يقع في أعلى الفصيلة الخامسة في الدور الرابع. عدده الذري التسلسلي في الجدول 23. بنيته الإلكترونية هي بنية غاز الأرغون الخامل Ar مضافاً إليها إلكترونان في المدار 4S وثلاثة إلكترونات في المدار 3d، لذا فإن تكافؤه خماسي. وزن الڤناديوم الذري 50.9415 وهو معدن فضي مائل للبياض، تبلغ كتلته الحجمية 6.1 گ/سم³ عند درجة الحرارة 20 °س، ينصهر عند الدرجة 1890°س، ويغلي عند الدرجة 3380°س.



الاستخدامات

 
معدات مصنوعة من صلب الڤناديوم
 
ڤناديوم مصهور بشعاع إلكتروني

يستخدم الڤناديوم بشكل رئيسي في صناعة الفولاذ حيث يخلط بالحديد فيما يعرف بسبيكة حديد الڤناديوم. يقوي الڤناديوم الفولاذ ويحسن صلابته عند درجات الحرارة العالية، كما يحسِّن مقاومته للصدمات والتآكل. وتستخدم هذه السبيكة المقاومة للصدأ في صناعة التروس ومحاور العجلات وزنبركات الطائرات والسيارات والمحركات. وتصنع منه أدوات القطع السريعة كذلك. يقاوم الڤناديوم كثيرًا من الكيميائيات ولكنه يسمح بمرور النيوترونات. وهذه الصفات تجعل هذا الفلز مناسبا للاستخدام في معامل الذرة.[2]

ومركبات الڤناديوم أيضًا لها استخدامات كثيرة. خامس أكسيد الڤناديوم وأكسيد ثالث كلوريد الڤناديوم يستخدمان بمثابة حفازين في التفاعلات الكيميائية، ويساعدان في إنتاج المواد الاصطناعية والمواد الكيميائية الصناعية. ويستخدم خامس أكسيد الڤناديوم ومركبات الڤناديوم الأخرى في مواد الصباغة وصناعة وتلوين الزجاج.

السبائك

حوالي 85% من الڤناديوم المنتج يـُستعمل كڤناديوم حديدي ferrovanadium أو كمضاف للصلب.[3]

الدور الحيوي

 
Ascidiacea يحتوي على الڤناديوم.
 
Amanita muscaria تحتوي على amavadine.

يعتبر الڤناديوم من العناصر الاستشفافية المهمة في جسم الإنسان. وتشير الأبحاث إلى أن ارتفاع معدل الڤناديوم في الجسم متعلق بمرض الاكتئاب المسيّ والاضطرابات الأخرى.


الڤاناديوم هو معدن متواجد في الأطعمة الغذائية مثل فول الصويا، زيت الزيتون، زيت عباد الشمس، التفاح، البيض. هذا المعدن له تأثير سلبى على صحة الإنسان إذا تعرض له بتركيزات عالية، فاستنشاقه في الهواء يسبب التهاب الشعب الهوائية والالتهاب الرئوى. التأثيرات الحادة له متمثلة في اهتياج الرئة والحلق والعين والتجاويف الأنفية.[4]

أما الأعراض الصحية الأخرى:
- أمراض القلب والأوعية الدموية.
- التهاب المعدة والأمعاء.
- ضمور الجهاز العصبى.
- نزيف الكلى والكبد.
- طفح جلدى.
- رجفة حادة وشلل.
- آلام الحلق.
- نزيف من الأنف.
- ضعف.
- شعور بالإعياء.
- صداع.
- دوار.
- تغيرات سلوكية.

والمخاطر الصحية التى يتعرض لها الإنسان مع هذا المعدن تعتمد على حالة التأكسد التى يوجد عليها. الفاناديوم في صورته الخام من الممكن أن يتأكسد ليتحول إلى "أكسيد الفاناديوم الخماسى - Vanadium pentoxide" خلال عملية اللحام وهذا النوع المتأكسد يكون أكثر خطورة من النوع الخام.
التعرض المزمن لأدخنة الفاناديوم وغباره يسبب استثارة للعين والجلد والجهاز التنفسى العلوى، الالتهاب مستمر للقصبة والشعب الهوائية، تكون الأوديما الرئوية والتسمم.

المصادر

  1. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  2. ^ محمد مهاب مراد. "الفاناديوم". الموسوعة العربية.
  3. ^ Moskalyk, R. R. (2003). "Processing of vanadium: a review". Minerals Engineering. 16 (9, September 2003): 793–805. doi:10.1016/S0892-6875(03)00213-9. Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help)
  4. ^ المعادن الثقيلة.. سموم بيئية، فيدو

وصلات خارجية

الكلمات الدالة: