钒的历史与特性

钒的发现

钒是瑞典科学家Sefstrom在1831年发现的一种金属。因为钒的第一种被发现的化合物颜色亮丽,十分迷人,所以他用瑞典神话中的美丽和生育女神“凡娜迪丝”的名字为其命名。这个名字起得非常好,让科学家和技术人员的睿智头脑打开了广阔的想象空间,使他们在150多年间开发出了众多造福于人类的新型材料。

钒是怎样被发现的?

在Eckersholm钢铁厂的实验室潜心研究来自瑞典法伦Taberg铁矿的铁矿石期间,Sefstrom将钒同以前混为一谈的铬和铀分离开来。在当时,他一定认为汽车是虚幻的想象,飞行只能出现在梦中,太空旅行更是天方夜谭。

但是,他的发现比贝塞麦炼钢工艺还早了将近20年的时间,比Mushet发明第一种合金钢更是早了30多年,对性能出色的合金钢和钛合金的发展起到了不可替代的作用。如果没有这些钢和钛合金,人类将不可能设计出让自己穿越大陆、飞上蓝天和漫步太空的机器。

为钒的分离和应用作出贡献的其他先驱人物还有瑞典的J. Berzelius及英国的Henry Roscoe爵士和Arnold教授。钒的早期使用者亨利·福特,在他的T型车中特别强调了钒的使用。

钒,化学元素符号为V,原子序数为23,是一种质地软、有延展性的银灰色金属,在自然界中只以化合物形式存在。它主要被用来生产特定的合金。这种元素在自然界中有大约65种不同的矿物,也存在于化石燃料矿床中。


钒的性质

环境特性

生物学数据
对某些物种的生存必不可少。
在人体内的含量
肌肉:0.02ppm
骨骼:0.0035ppm
血液:<0.0002 mg dm-3
每日摄入量:0.04mg

地质学数据

地壳:160 ppm
海水
大西洋表面:1.1 x 10-3 ppm
大西洋深处:无数据
太平洋表面:1.6 x 10-3 ppm
太平洋深处:1.8 x 10-3 ppm

原子数据

基本晶格:体心立方,空间群lm3m,晶格常数a = 0.302 nm
配位数:8
原子序数:23
平均原子量:50.9415
同位素:47, 48, 49, 50*, 51*, 52。 *稳定
电子层结构:1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d3

物理特性

熔点:1887ºC
沸点:3377ºC
熔化热:17.6 kJ mol-1
汽化热:458.6 kJ mol-1
密度:6110 kg m-3 (19ºC),5550 kg m-3 (液态,熔点时)
导热系数:30.7 W m-1K-1 (27ºC)