ڤناديوم

هذا المقال هو عن العنصر الكيميائي. إذا كنت تريد الاستخدامات الأخرى، انظر ڤناديوم (توضيح).

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, ₀₀V

Vanadium
المظهر	blue-silver-grey metal
الوزن الذري العياري Ar°(V)
Vanadium في الجدول الدوري
– ↑ V ↓ Nb تيتانيوم ← vanadium → كروم
الرقم الذري (Z)	23
المجموعة	5
الدورة	period 4
المستوى الفرعي	d-block
التوزيع الإلكتروني	[Ar] 3d3 4s2
الإلكترونات بالغلاف	2, 8, 11, 2
الخصائص الطبيعية
الطور at د.ح.ض.ق	solid
نقطة الانصهار	2183 K ​(1910 °س، ​3470 °F)
نقطة الغليان	3680 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 الانصهار	21.5 kJ/mol
حرارة التبخر	444 kJ/mol
السعة الحرارية المولية	24.89 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
الكهرسلبية	مقياس پاولنگ: 1.63
طاقات التأين	الأول: 650.9 kJ/mol الثاني: 1414 kJ/mol الثالث: 2830 kJ/mol (المزيد)
نصف القطر الذري	empirical: 134 pm
نصف قطر التكافؤ	153±8 pm
الخطوط الطيفية
خصائص أخرى
التواجد الطبيعي	primordial
البنية البلورية	​body-centered cubic (bcc)
سرعة الصوت قضيب رفيع	4560 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع	30.7 W/(m·K)
التمدد الحراري	8.4 µm/(m⋅K) (عند 25 °س)
المقاومة الكهربائية	197 nΩ⋅m (at 20 °C)
الترتيب المغناطيسي	paramagnetic
القابلية المغناطيسية	+255.0×10−6 cm3/mol (298 K)
معامل يونگ	128 GPa
معامل القص	47 GPa
معاير الحجم	160 GPa
نسبة پواسون	0.37
صلادة موز	6.7
صلادة ڤيكرز	628–640 MPa
صلادة برينل	600–742 MPa
رقم كاس	7440-62-2
التاريخ
الاكتشاف	نيلس گابرييل سفستروم (1830)
أول عزل	هنري روسكو (1867)
سمّاه	نيلس گابرييل سفستروم (1830)
نظائر الvanadium

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.

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.

 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.

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.

 وصلات خارجية

• The periodic table of videos videos of the chemistry of the elements
• Los Alamos National Laboratory – Vanadium
• WebElements.com – Vanadium
• ATSDR – ToxFAQs: Vanadium