Ванадий (V) в таблице Менделеева: период, группа, масса

Теория:

Ванадий (V) в периодической системе: 4‑й период, 5‑я группа (по устаревшей классификации — V B), атомная масса 50,9415 а.е.м.

Занимает положение в 4‑м периоде, что определяет его принадлежность к переходным металлам первого d-ряда.

Ванадий редко встречается в природе в чистом виде, обычно он рассеян в различных минералах и рудах (например, в ванадините).

Будучи химическим элементом d-блока, он располагается в левой центральной части таблицы Менделеева, открывая подгруппу элементов, в которую также входят ниобий и тантал.

Нахождение Ванадия в 5‑й группе и наличие трех неспаренных электронов на d-подуровне обуславливают его ключевые параметры:

Переменную валентность от II до V (наиболее устойчивая — V).

А также широкое применение в металлургии для создания сверхпрочных сплавов (ванадиевая сталь), в химической промышленности как катализатор (V₂O₅) и в производстве современных аккумуляторов.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Ar] 3d³ 4s².

На которой наглядно можно определить его положение как d-блочного элемента, находящегося в начале заполнения 3d-подуровня.

Ванадий элемент таблицы Менделеева который можно определить на основании закона периодичности: положение в ряду переходных металлов период 4, группа 5, а также по его порядковому номеру (Z = 23).

Как определить положение Ванадия в Таблице Менделеева

Локация ванадия в таблице описывается характеристиками его атомного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

1. Порядковый номер (атомный номер).
2. Наименование (название) элемента.
3. Группа (5-я группа, подгруппа ванадия).
4. Период (горизонтальный ряд).
5. Электронное семейство (ванадий — d‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 23)

• Служит уникальным кодом элемента в системе.
• В ядре — 23 протона; в нейтральной оболочке — 23 электрона.
• Электронное строение: [Ar] 3d³ 4s².

Важно: Наличие вакантных мест на d-орбитали позволяет ванадию легко менять степени окисления, что делает его соединения исключительно яркими и разнообразными по цвету.

Название и символ

• Название: «ванадий» (в честь скандинавской богини красоты Ванадис из-за красивой окраски его соединений).
• Символ: V.
• Примечание: Элемент был открыт дважды: Андресом дель Рио в 1801 году и заново Нильсом Сефстрёмом в 1830 году. Это стальной-серый, очень твердый металл.

Группа (5 / V B)

Расположен в 5‑й группе. В периодической системе ванадий находится в одной вертикальной колонке с ниобием (снизу) и танталом (побочная подгруппа V группы).

Химический потенциал:

• Валентность ванадия: переменная валентность II, III, IV, V.
• Степень окисления: от -1 до +5. Самая высокая и типичная — +5. Соединения ванадия в высших степенях окисления проявляют свойства сильных окислителей.

Период (4‑й)

Находится в 4‑м периоде — его электроны распределены по четырем энергетическим уровням.

Влияние на свойства:

• Химическая активность: При комнатной температуре ванадий пассивен, устойчив к коррозии, воде и щелочам, но реагирует с сильными кислотами-окислителями.
• Техническое значение: Добавление всего 0,1% ванадия в сталь делает её ударопрочной и устойчивой к истиранию.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

• Ar(V) ≈ 50,9415 а.е.м.
• Определение: среднее значение массы природных изотопов, из которых почти 100% составляет стабильный изотоп Ванадий-51.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

d‑Элемент (электронное семейство)

Идет активное заполнение 3d‑подуровня (3d³).

Специфика блока: Как типичный переходный d-металл, ванадий образует сложные комплексные соединения и интенсивно окрашенные оксиды и соли (синие, зеленые, желтые, фиолетовые).

Определение энергетических уровней Ванадия по Таблице Менделеева

Положение Ванадия (V) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

1. 4-й период (Количество этажей)

Номер периода определяет число электронных слоев.

• Итог: У Ванадия 4 энергетических уровня.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Ванадия — 23. Его 23 электрона распределены по уровням следующим образом:

V ) 2 ) 8 ) 11 ) 2

3. 5-я группа (Химический характер)

Ванадий — элемент побочной подгруппы V группы (или 5-й группы).

• d-элемент: Относится к переходным металлам начала периода.
• Металлические свойства: Тугоплавкий, ковкий, обладает высокой коррозийной стойкостью.

Проверка знаний: Как определить ванадий по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Ванадий (V) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер элемента — 23.

2) Находится в 4-м периоде, 5-й группе.

3) Является d-элементом с переменной валентностью.

4) Является типичным галогеном.

5) Жидкий металл при комнатной температуре.

6) Относится к s-элементам.

Часто задаваемые вопросы: