Skupina 5: skupina vanadu

Pět elektronů nad jádrem

Vanad je [Ar] 3d³ 4s² a tantal [Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s², se třemi elektrony d a dvěma elektrony s. Niob je přeskupuje na [Kr] 4d⁴ 5s¹, jeden z několika prvků, které porušují jednoduché pořadí zaplňování, ale i tak má pět elektronů k využití. Tantal se vyskytuje téměř jen jako +5, například v Ta₂O₅, zatímco niob tvoří sloučeniny +5 a +3.

Vanad je nejuniverzálnějším členem s běžnými oxidačními čísly +2, +3, +4 a +5. Každé má v roztoku svou barvu: žlutou pro +5, modrou pro +4, zelenou pro +3 a fialovou pro +2, takže roztok vanadu, který se redukuje krok za krokem, projde malou duhou.

Trendy ve skupině směrem dolů

Teplota tání a hustota stále rostou. Vanad taje při 2183 K, niob při 2750 K a tantal při 3290 K, zatímco hustota stoupá z 6 g/cm³ na 8,57 g/cm³ a pak na 16,69 g/cm³. Elektronegativita se mění jen málo: 1,63, 1,6 a 1,5.

Stejně jako ve skupině 4 činí řada lanthanoidů atom 6. periody téměř stejně velkým jako atom nad ním, takže niob a tantal se vyskytují společně ve stejných rudách a obtížně se oddělují. Příhodně je tantal pojmenován po Tantalovi z řeckých mýtů a niob po jeho dceři Niobě.

Kde se se skupinou 5 setkáte

Trocha vanadu činí ocel houževnatější a vanadová ocel šla do nástrojů, pružin i do Fordu Model T. Velké vanadové průtokové baterie ukládají elektřinu z větrných a solárních elektráren. Drát z niobu a titanu, ochlazený kapalným héliem, se stává supravodičem v magnetech MRI skenerů a urychlovačů částic. Tantal slouží k výrobě drobných, spolehlivých kondenzátorů pro telefony a notebooky a protože ho tělo toleruje, používá se také v implantátech.

Dubnium

Dubnium (105), pojmenované po ruském vědeckém městě Dubna, se vyrábí jen po několika atomech. Pokusy s jednotlivými atomy naznačují, že se chová jako těžší niob nebo tantal, ale jeho makroskopické vlastnosti nebyly nikdy změřeny.