Група 5: група ванадію

П’ять електронів поза остовом

Ванадій має конфігурацію [Ar] 3d³ 4s², а тантал — [Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s², тобто три d- та два s-електрони. Ніобій розташовує їх як [Kr] 4d⁴ 5s¹ — один з кількох елементів, що порушують простий порядок заповнення, — але все одно має п’ять електронів для використання. Тантал трапляється майже лише як +5, наприклад у Ta₂O₅, тоді як ніобій утворює сполуки +5 і +3.

Ванадій — найгнучкіший член групи, із поширеними ступенями окиснення +2, +3, +4 і +5. Кожен має власний колір у розчині: жовтий для +5, синій для +4, зелений для +3 і фіолетовий для +2, тож розчин ванадію, який відновлюють крок за кроком, проходить крізь маленьку веселку.

Тенденції вниз по групі

Температура плавлення та густина стабільно зростають. Ванадій плавиться за 2183 K, ніобій за 2750 K, а тантал за 3290 K, тоді як густина зростає від 6 g/cm³ до 8,57 g/cm³, а потім до 16,69 g/cm³. Електронегативність змінюється мало: 1,63, 1,6 і 1,5.

Як і в групі 4, ряд лантаноїдів робить атом 6-го періоду майже такого ж розміру, як атом над ним, тому ніобій і тантал трапляються разом в одних і тих самих рудах, і їх важко розділити. Доречно, що тантал названо на честь Тантала з грецького міфу, а ніобій — на честь його дочки Ніоби.

Де ви зустрічаєте групу 5

Трохи ванадію робить сталь міцнішою, і ванадієва сталь пішла на інструменти, пружини та Ford Model T. Великі ванадієві проточні батареї накопичують електроенергію вітрових і сонячних електростанцій. Дріт із ніобію й титану, охолоджений рідким гелієм, стає надпровідником у магнітах МРТ-сканерів і прискорювачів частинок. Тантал дає крихітні надійні конденсатори для телефонів і ноутбуків, а оскільки організм його переносить, його використовують і в імплантах.

Дубній

Дубній (105), названий на честь російського наукового містечка Дубна, був отриманий лише по кілька атомів за раз. Досліди з окремими атомами свідчать, що він поводиться як важчий ніобій чи тантал, але його властивості у великій кількості ніколи не вимірювали.