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钒娘

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萌娘百科化学元素萌化专题正在建设中,欢迎您参与完善本条目☆chemiluminescence~
自从看了元素娘,麻麻再也不用担心我的化学成绩啦~

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敬请注意,您已经来到了过渡金属盟约同盟。请在注意自身安全的情况下,尽情享受由使魔们打造的多彩世界。
  1. 请不要害怕那些拥有坚硬的钢灰色外表的元素,我们拥有的是温暖的心灵。(注)过渡金属多为硬度、密度、熔沸点较高的金属元素,但其中有很多是生命必须微量元素。
  2. 过渡金属娘们注重召唤使魔的魔法,不同阶级的使魔常常能带来不同的色彩。(注)很多过渡金属有多个价态,并且其中的一些元素的离子颜色丰富。
  3. 请注意,勿接近工厂厂区,以免造成不必要的伤害。(注)过渡金属娘中的很多位的主要用途都是制造工业、军事领域使用的特种合金。

祝您游览愉快!

TTTTTTTTTT
TTTTTTTTTT
TTTTTTTTTT
TTTTTTTTTT
023-V.png
基本资料
本名
Vanadium 芙蕾雅
昵称化学符号
V(元素符号)
身高原子半径
134 pm(共价半径)
153±8 pm(范德华半径)
体重原子量
50.9415(1)
熔点 1910 ℃
沸点 3407 ℃
密度 6.0g/cm3(常温常压,固态)
化合价 有+5,+4,+3,+2,+1,-1,常见有+4,+5
行动力电负性
1.6(鲍林标度)
姐妹们同位素
已发现的共31种,一种(51V)稳定存在,一种(50V)非常稳定(半衰期1.4x1017年)
相关人士元素 𬭊

钒娘常见过渡金属,原子序数为23,是家族的大姐。

家族、使魔化合物、社会关系

家族

钒娘属于过渡金属娘,家族情况如下:

  1. 钒娘V
  2. 铌娘Nb
  3. 钽娘Ta
  4. 𬭊娘Db

钒娘是家族里的大姐,因为家族里的姐妹都很性冷淡,所以钒娘也在各地隐居。嘛,人类什么的太烦了。

外貌

钒娘的发色是+3价使魔的颜色,而衣物的颜色是+2价和+5价使魔的黄色和紫色。作为钒系元素的大姐,和妹妹们一样并不喜欢和其他元素娘一起玩除了氧娘这个情圣,是个文静的孩子。

社会关系

钒娘常常和铁娘一起形成合金,因为含有钒娘的钢很硬♂很坚实。身材不错呦,蛮结实的
当然中级魔法师高中生们接触到钒娘的机会很少,一般只知道五氧化二钒酱可以作为硫酸生产的催化剂氧娘一起让四价的硫娘成长登♂dua♂郎为六价什么新电子?比抢电子还刺激!还可以教你登♂dua♂郎哦

使魔化合物

钒娘的使魔分六阶级(价态),以下以酸/氧化物使魔举例:

(0)(芙蕾雅,自己) +1二钒化氮酱 +2一氧化钒酱 +3三氧化二钒酱 +4二氧化钒 +5(MAX)正钒酸酱,偏钒酸酱,五氧化二钒酱

  • 氧化物使魔

一氧化钒酱

一氧化钒酱是少见的+2价使魔,在固态时是平平无奇的灰色粉末,由于容易被氧化,有时还有装在有稀有气体保护的容器内。

而当她溶解在非氧化性酸中时,立刻变成美丽的紫色,就像从丑小鸭到白天鹅的转变。 我芙蕾雅的使魔一定要漂漂亮亮的。

三氧化二钒酱

三氧化二钒酱和姐姐一氧化钒酱一样,固态时有着灰绿色粉末状的平淡外表,但在溶液状态下,立刻显示出标志性的翠绿色。

二氧化钒酱

二氧化钒酱和姐姐们不一样,在固态时有足够好看的深蓝色外表。她是两性氧化物使魔,溶于非氧化性酸中,形成蓝色的钒酰离子VO2+,也能溶于碱使魔中形成棕色的V4O92−VO44−

二氧化钒酱的传统制备方法是利用姐姐三氧化二钒酱和五氧化二钒酱的归中反应:

$$\ce{V2O5 + V2O3 -> 4 VO2}$$

当然五氧化二钒酱和碳娘百合也可以制得二氧化钒酱,该百合有两个阶段。

$$\ce{3 V2O5 + C ->[674 ^{\circ}C] V6O13 + CO2 ^}$$

$$\ce{2 V2O5 + C ->[710 ^{\circ}C] 4 VO2 + CO2 ^}$$

五氧化二钒酱

五氧化二钒酱拥有最高的氧化态,此处钒娘是+5价使魔,有着橙黄色的外表。她具有两性,可溶于非还原性酸生成淡黄色含VO2+的溶液,也可溶于碱生成多聚钒酸盐。

$$\ce{V2O5 + 2 HNO3 -> 2 VO2(NO3) + H2O}$$

$$\ce{V2O5 + 6 NaOH(excess) -> 2 Na3VO4 + 3 H2O}$$

五氧化二钒酱最重要的应用,是在接触法制硫酸娘时,作二氧化硫酱氧化为三氧化硫酱的催化剂。即:

$$\ce{2SO2 +O2 ->[V2O5] 2 SO3}$$

一般催化反应于400-620°C时发生。低于此温度时,五氧化二钒酱无法发挥出催化活性;高于此温度时,五氧化二钒酱则分解为姐姐二氧化钒酱,让姐姐二氧化钒当作媒婆,在二氧化硫和氧娘中牵线搭桥,这也是催化的机理。

$$\ce{SO2 + V2O5(s) -> SO3(g) + 2 VO2(s)}$$

$$\ce{4 VO2(s) +O2 -> 2 V2O5}$$

钒娘离子使魔的变色

什么叫颜色巨星啊(后仰)

在偏钒酸铵(NH4VO3)中加入15%的稀盐酸,此时溶液显钒娘+5价使魔的橙黄色。

然后先其中加入锌娘,此时氢娘得到电子,产生原子态氢,原子态氢又开始还原钒娘,过一会溶液就开始显出钒娘+4价使魔的蓝色。

$$\ce{2VO2^{+} + 4 H^{+} + Zn -> 2 VO^{2+} +Zn^{2+} + 2 H2O }$$

接着钒娘+3价的使魔开始登场,溶液也逐渐变成绿色。

$$\ce{2VO^{2+} + 4 H^{+} + Zn ->2V^{3+} + H2O +Zn^{2+} }$$

最后漂亮的紫色开始浮现,也标志着钒娘的氧化态降到了+2价。

$$\ce{2V^{3+} + Zn -> 2 V^{2+} + Zn^{2+} }$$

  • 钒酸盐酱

五氧化二钒酱溶解于强碱性溶液中,得到无色的VO43−离子。在不同pH值时其颜色和存在形式也不同。

pH 9–12时 HVO42-,V2O74-
pH 2–9时 H2VO4-,V4O124-,HV10O285-
PH 2-4时 H3VO4,H2V10O284-

当然钒酸盐的形成非常复杂,比如五氧化二钒酱和氢氧化钠酱的百合不仅会生成正钒酸钠酱($\ce{Na3VO4}$)还会产生偏钒酸钠($\ce{NaVO3}$)。

$$\ce{V2O5 + 6 NaOH->2 Na3VO4 + 6H2O}$$

$$\ce{V2O5 + 2 NaOH->2 NaVO3 + H2O}$$

中级魔法师高中生,甚至高级魔法师大学生也无法摸透我啊,你们啊,too young, too simple

  • 钒的卤化物使魔

二氯化钒酱

二氯化钒酱是一种苹果绿色的固体,溶于水中,形成紫色的水合离子$\ce{[V(H2O)6]^{2+} }$如果你再把溶液蒸发可以得到紫色的晶体$\ce{[V(H2O)6]Cl2 }$

将钒娘和氯化氢娘加热至1000℃后,钒娘便承受不住氯化氢娘的感情攻势,被强行推倒,和氯娘百合生成二氯化钒酱。

如果你接受不了强推,锌娘还原五氧化二钒酱的盐酸溶液也可得到二氯化钒酱。

$$\ce{V + 2 HCl ->[1000^{\circ}C] VCl2 + H2}$$

$$\ce{3 Zn + V2O5 + 10 HCl -> 2 VCl2 + 3 ZnCl2 + 5 H2O}$$

三氯化钒酱

三氯化钒酱可由加热妹妹四氯化钒酱至160-170 ℃并通入稀有气体姐妹以带走阴魂不散的氯娘制备。能看到亮红色液体转化为紫色固体的过程。如果你丧心病狂地继续加热三氯化钒酱,她会发生歧化反应生成妹妹四氯化钒酱和姐姐二氯化钒酱。和其他的氯化物一样,在675 ℃(但少于700 ℃)时可以用氢娘将三氯化钒酱还原成姐姐二氯化钒酱。

$$\ce{2 VCl3 + H2 ->[670^{\circ}C (<700^{\circ}C )] 2 VCl2 + 2 HCl}$$

三氯化钒酱溶于水中生成容易令人产生误解的六水合物$\ce{[VCl2(H2O)4]Cl·2H2O}$,即有两份水并没有与钒娘连接。

同时三氯化钒酱可作为合成活泼的有机金属化合物——三均三甲苯钒——的前体:

$$\ce{VCl3(THF)3 + 3 LiC6H2Me3 -> V(C6H2Me3)3(THF) + 3 LiCl + 2 THF }$$

四氯化钒酱

四氯化钒酱与同族的$\ce{VF5}$$\ce{NbCl5}$$\ce{TaCl5}$不同,四氯化钒酱可由钒娘本体氯化制备,是因为氯娘推倒能力氧化性不足以将钒娘推倒氧化至+5价。

在室温下,四氯化钒酱并不是很稳定,易挥发且有较强氧化性,遇到水娘迅速水解生成氯化氢酱。而且四氯化钒酱呈顺磁性,这是由于她比反磁性的四氯化钛酱多一个价电子。导致了她成为少数室温下为液体且为顺磁性的化合物之一。

四氯化钒酱也可以催化烯烃娘的聚合反应,机理与齐格勒-纳塔催化剂类似。

同时四氯化钒酱能和氢溴酸反应生成另一种卤化物使魔三溴化钒酱,且产出中间产物四溴化钒酱,在室温下分解放出溴娘本体

性格及工作

如果你在空气中加热钒娘本体,会在其表面形成一层厚度不均的氧化膜,这层氧化膜会折射出不同的色彩。钒娘为一中等硬度的银灰过渡金属萌娘,有些人认为她是个软妹子,因为纯粹的钒娘延展性柔韧性很好,但她的莫氏硬度达到了7铁娘子无误

目前钒娘最大的用途就是与铁娘形成钒铁合金,钒娘可以显著的增加铁娘的强度,提升钢材性能。另外一个重要的用途就是让钒娘的使魔去做工业生产(如硫酸的生产)的催化剂。由于钒娘在工业上的用途极广,她又被人们称作“金属维生素”。是个好听的名字呢。

个人经历

出道

1801年西班牙矿物学家里奥在墨西哥城在一个铅娘聚集地中首先发现了钒娘,他称之为“褐色铅”,并根据其质量推测是一种新元素,他称之为erythronium(源自希腊语的红色),但四年后他被其他科学家说服,错误地以为他所发现的只不过是一种不纯的铬娘。1831年瑞典化学家塞夫斯特瑞姆在用铁娘的矿物做试验Van游戏时重新发现了钒娘。1867年罗斯用氢娘还原二氯化钒酱,首次得到了纯净的钒娘本体。

塞夫斯特瑞姆将这种元素以斯堪的纳维亚的美女和生育女神Vanadís命名为“vanadium”,不过这名女神还有一个更为人熟知的名字“芙蕾雅(Freyja)”。这就是我芙蕾雅,不是那个芙列雅·艾尔格兰帝·吉欧拉尔

召唤方式

实验室召唤术

实验室制法:可用钾娘在高压下将五氧化二钒酱还原而得到纯的金属钒娘。

方程式:

$$\ce{10 K + V2O5 ->[high pressure] 2 V + 5 K2O}$$

更真实的实验室召唤术:氪金购买钒娘。

工业召唤术

工业制法:以铝娘碳娘还原五氧化二钒酱以生产钒娘。

方程式:

$$\ce{2 V2O5 + 5 C -> 4 V + 5 CO2 ^ }$$

$$\ce{3 V2O5 + 10 Al -> 6 V + 5 Al2O3 }$$

也可通过三碘化钒的生成和分解来提纯钒娘。

$$\ce{2 V + 3 I2 <=> 2 VI3 }$$

元素娘趣事

  1. 钒娘的化合物毒性很高,含有钒娘的尘埃被吸入后会导致肺癌。
  2. 钒娘的一些使魔可做蓝色颜料,称为“钒锆蓝”或“土耳其蓝”。
  3. 一些含有钒娘的物质有类似胰岛素的效应,也许可以用来治疗糖尿病。
  4. 钒娘与镓娘的合金可以用来制作超导电磁铁,其磁强度可达175,000高斯。
  5. 在海洋中,钒娘被一些生命作为酶的活性中心,例如一些海藻的钒溴过氧化物酶酱。
  6. 工业生产硫酸的过程中五氧化二钒酱被用来做催化剂,这也是中级魔法使高中生最可能遇见钒娘的地方,这也是钒娘最重要的工业用途。

咕~~搞完这些就回家睡大觉吧~~

参考