Ванадый (хімічны элемент): гісторыя назвы, будова атама, валентнасць

Сярод вядомых сёння 115 хімічных элементаў многія атрымлівалі сваю назву ў гонар герояў грэчаскіх міфаў, багоў. Іншыя называлі па прозвішчы першаадкрывальнікаў і вядомых навукоўцаў. Трэція называліся па краінах, гарадах, геаграфічным аб'ектам. Асабліва цікавая гісторыя назвы такога элемента, як ванадый. Ды і сам па сабе гэты метал досыць важны і які валодае адмысловымі характарыстыкамі. Таму разгледзім яго падрабязней.

Ванадый - хімічны элемент у табліцы Мендзялеева

Калі характарызаваць дадзены элемент па становішчы ў перыядычнай сістэме, то можна вылучыць некалькі асноўных пунктаў.

1. Размяшчаецца ў чацвёртым вялікім перыядзе, пятай групе, галоўнай падгрупе.
2. Парадкавы нумар - 23.
3. Атамная маса элемента - 50,9415.
4. Хімічны сімвал - V.
5. Лацінскі назоў - vanadium.
6. Беларуская назва - ванадый. Хімічны элемент у формулах чытаецца як "ванадый".
7. З'яўляецца тыповым металам, праяўляе аднаўленчыя ўласцівасці.

Па становішчы ў сістэме элементаў відавочна, што як простае рэчыва дадзены элемент будзе мець ўласцівасці, падобныя з такімі ў тантала і ніёбія.

Асаблівасці будовы атама

Ванадый - хімічны элемент, будова атама якога выяўляецца агульнай электроннай формулай 3d ³ 4s ^2. Відавочна, што дзякуючы такой канфігурацыі і валентнасці, і ступені акіслення могуць праяўляць неаднолькавыя значэння.

Дадзеная формула дазваляе прадказаць ўласцівасці ванадыя як простага рэчывы - гэта тыповы метал, які ўтварае вялікую колькасць розных злучэнняў, у тым ліку комплексных.

Характэрная валентнасць і ступень акіслення

Дзякуючы наяўнасці трох неспаренных электронаў на 3d подуровней ванадый можа праяўляць ступень акіслення +3. Аднак яна не адзіная. Усяго вылучаюць чатыры магчымыя значэнні:

• +2;
• +3;
• 4;
• +5.

Пры гэтым ванадый - хімічны элемент, валентнасць якога таксама мае два паказчыкі: IV і V. Менавіта таму злучэнняў у дадзенага атама проста безліч, і ўсе яны маюць прыгожую каляровую афарбоўку. Асабліва гэтым славяцца водныя комплексы і солі металу.

Ванадый: хімічны элемент. гісторыя назвы

Калі казаць пра гісторыю адкрыцця дадзенага металу, то варта звярнуцца да да пачатку XVIII стагоддзя. Менавіта ў гэты перыяд, ў 1801 годзе, мексіканец дэль Рыа здолеў выявіць невядомы яму элемент у складзе свінцовай горнай пароды, узор якой ён даследаваў. Правёўшы шэраг досведаў, дэль Рыа атрымаў некалькі прыгожа афарбаваных соляў металу. Ён даў яму назву "эритрон", аднак пазней прыняў яго за солі хрому, таму пальму першынства ў адкрыцці не атрымаў.

Пазней іншы навуковец, швед Сефстрем, здолеў атрымаць гэты метал, вылучыўшы яго са складу жалезнай руды. У гэтага хіміка сумненняў у тым, што элемент новы і невядомы, не было. Таму першаадкрывальнікам з'яўляецца менавіта ён. Разам з Енсам Берцелиусом ён даў назву адкрытага элементу - ванадый.

Чаму менавіта такое? У древнескандінавскім міфалогіі ёсць адна багіня, якая з'яўляецца ўвасабленнем кахання, стойкасці, вернасці і адданасці. Яна ж багіня прыгажосці. Яе імя было Ванадис. Пасля таго як навукоўцамі былі вывучаны ўласцівасці злучэнняў элемента, ім стала цалкам відавочна, што яны вельмі прыгожыя, каляровыя. А дабаўка металу да сплаваў рэзка павышае іх якасць і трываласць і ўстойлівасць. Таму ў гонар багіні Ванадис і было дадзена назва незвычайнага і важнаму металу.

Ванадый - хімічны элемент, які ў выглядзе простага рэчывы быў атрыманы яшчэ пазней. Толькі ў 1869 годзе ангельскі хімік Г. Роско здолеў вылучыць метал у вольным выглядзе з горнай пароды. Іншым навукоўцам Ф. Велерам было даказана, што выяўлены калісьці дэль Рыа "хром" з'яўляецца ванадыя. Аднак мексіканец да гэтага дня не дажыў і пра сваё адкрыццё так і не даведаўся. У Расею назву элемента прыйшло дзякуючы Г. І. Гесэ.

Простае рэчыва ванадый

Як простае рэчыва разгляданы атам уяўляе сабой метал. Ён валодае побач фізічных уласцівасцяў.

1. Колер: серабрыста-белы, бліскучы.
2. Далікатны, цвёрды, цяжкі, бо шчыльнасць складае 6,11 г / см ^3.
3. Тэмпература плаўлення - 1920 ⁰ З, што дазваляе аднесці яго да тугаплаўкім металах.
4. На паветры не акісляецца.

Так як у вольным выглядзе сустрэць яго ў прыродзе немагчыма, то людзям прыходзіцца вылучаць яго са складу розных мінералаў і парод.

Ванадый - хімічны элемент-метал, які праяўляе досыць высокую хімічную актыўнасць пры награванні і пэўных умовах. Калі ж казаць пра стандартных параметрах навакольнага асяроддзя, то ён здольны рэагаваць толькі з канцэнтраванымі кіслотамі, царскай гарэлкай.

З некаторымі неметаламі фармуе бінарныя злучэння, рэакцыі праходзяць пры вялікіх тэмпературах. У расплаве шчолачаў раствараецца, фарміруючы комплексы - ванадаты. Кісларод як моцны акісляльнік раствараецца ў ванадый, прычым тым больш, чым вышэй тэмпература награвання сумесі.

Знаходжанне ў прыродзе і ізатопы

Калі казаць аб распаўсюджанасці разгляданага атама ў прыродзе, то ванадый - хімічны элемент, які адносіцца да рассеяным. Ён уваходзіць у склад практычна ўсіх буйных горных парод, руд і мінералаў. Але нідзе яго не бывае больш за 2%.

Утрыманне ў зямной кары значна і складае 1,9 * 10 ^-7. Па гэтым паказчыку ён стаіць наперадзе медзі, цынку, свінцу. Ўласныя горныя пароды метал не фармуе, аднак існуе некалькі радовішчаў, якія лічацца менавіта ванадиевыми. У іх утрымліваецца жалеза, у крышталічную рашотку якога ўбудаваныя атамы ванадыя ў вялікай колькасці.

Гэта такія пароды, як:

• ванадинит;
• Патронаў;
• карнотит;
• чилеит.

Таксама можна сустрэць разгляданы метал у складзе:

• попелу раслін;
• акіянскай вады;
• тэл асцидий, галатурый;
• арганізмаў наземных раслін і жывёл.

Калі казаць пра ізатопы ванадыя, то іх усяго два: з масавым лікам 51, якога пераважная большасць - 99,77%, і з масавым лікам 50, які з'яўляецца безуважлівым радыеактыўным і сустракаецца ў нікчэмных колькасцях.

злучэння ванадыя

Вышэй мы ўжо паказвалі на тое, што як хімічны элемент дадзены метал праяўляе дастатковую актыўнасць, каб сфармаваць вялікая колькасць розных злучэнняў. Так, вядомыя наступныя тыпы рэчываў з удзелам ванадыя.

1. Аксіды.
2. Гідраксіды.
3. Бінарныя солі (хларыды, фтарыды, браміду, сульфід, ёдыд).
4. Оксисоединения (оксихлориды, оксибромиды, окситрифториды і іншыя).
5. Комплексныя солі.

Так як валентнасць элемента вар'іруецца досыць шырока, то і рэчываў атрымліваецца нямала. Галоўная адметная асаблівасць ўсіх іх - гэта афарбоўка. Ванадый - хімічны элемент, разбор злучэнняў якога паказвае, што колер можа вагацца ад белага і жоўтага да чырвонага і сіняга, уключаючы адценні зялёнага, памяранцавага, чорнага і фіялетавага. Збольшага менавіта гэта паслужыла прычынай, па якой далі назву атаму, бо гэта сапраўды выглядае вельмі прыгожа.

Аднак многія з злучэнняў атрымліваюцца толькі пры досыць жорсткіх умовах правядзення рэакцыі. Акрамя таго, большасць з іх - таксічныя, небяспечныя для чалавека рэчыва. Агрэгатны стан рэчываў можа быць самым розным. Напрыклад, хларыды, браміду і фтарыды - часцей за ўсё цёмна-ружовыя, зялёныя ці чорныя крышталі. А аксіды - у выглядзе парашкоў.

Атрыманне і прымяненне металу

Атрымліваюць ванадый, вылучаючы яго з горных парод і руд. Прычым тыя мінералы, якія ўтрымліваюць нават 1% металу, лічацца надзвычай багатымі на ванадый. Пасля аддзялення ўзору сумесі жалеза і ванадыя яго пераводзяць у канцэнтраваны раствор. З яго вылучаюць падкісленай ванадат натрыю, з якога ў далейшым атрымліваюць моцна канцэнтраваны ўзор, з утрыманнем металу да 90%.

Затым гэты высушаны асадак прокаливают ў печы і аднаўляюць ванадый да металічнага стану. У такім выглядзе матэрыял гатовы да выкарыстання.

Ванадый - хімічны элемент, які знаходзіць досыць шырокае прымяненне ў прамысловасці. Асабліва ў машынабудаванні і выплаўленні сплаваў з сталі. Можна вызначыць некалькі асноўных абласцей выкарыстання металу.

1. Тэкстыльная прамысловасць.
2. Шклаварнай.
3. Вытворчасць керамікі і гумы.
4. Лакафарбавых прамысловасць.
5. Атрыманне і сінтэз хімічных рэчываў (сернокіслой вытворчасць).
6. Выраб ядзерных рэактараў.
7. Авіяцыйнае і караблебудаванне, машынабудаванне.

Ванадый - вельмі важны легіравальных кампанент для атрымання лёгкіх, трывалых, ўстойлівых да карозіі сплаваў, у асноўным сталі. Нездарма яго называюць "аўтамабільным металам".