✖


Jump to content

Элемент группы 5

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.

Группа 5 в таблице Менделеева
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор сера хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Полагать Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Париж Гафний Тантал вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (стихия) Таллий Вести Висмут Полоний Астат Радон
Франций Радий актиний Торий Протактиний Уран Нептун Плутоний Америций Курий Берклий Калифорния Эйнштейний Фермий Менделеев Благородный Лоуренсий Резерфордий Дубниум Сиборгий борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперник нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
группа 4 ←    → группа 6
Номер группы ИЮПАК 5
Имя по элементу группа ванадия
Номер группы CAS
(США, образец ABA)
ВБ
старый номер ИЮПАК
(Европа, схема AB)
И
↓ Период
4
Изображение: травление ванадия
Ванадий (V)
23 Переходный металл
5
Изображение: Кристаллы ниобия
Ниобий (Nb)
41 Переходный металл
6
Изображение: Тантал, монокристалл.
Тантал (Та)
73 Переходный металл
7 Дубний (Дб)
105 Переходный металл

Легенда

изначальный элемент
синтетический элемент
Цвет атомного номера:
черный = сплошной

Группа 5 — это группа элементов периодической таблицы . Группа 5 содержит ванадий (V), ниобий (Nb), тантал (Ta) и дубний (Db). [1] Эта группа лежит в d-блоке периодической таблицы. Эту группу иногда называют группой ванадия или семейством ванадия по имени ее самого легкого члена; однако сама группа не получила тривиального названия , поскольку принадлежит к более широкой группе переходных металлов .

Как это типично для ранних переходных металлов, ниобий и тантал имеют только степень окисления группы +5 в качестве основной, являются достаточно электроположительными (легко отдавать электроны) и имеют менее богатую координационную химию (химия ионов металлов). связанные с молекулами). Благодаря эффектам сжатия лантаноидов , уменьшению ионных радиусов у лантаноидов они очень схожи по свойствам. Ванадий несколько отличается из-за своего меньшего размера: у него также есть четко определенные состояния +2, +3 и +4 (хотя +5 более стабильно).

Три более легких элемента группы 5 встречаются в природе и имеют схожие свойства; все три являются твердыми тугоплавкими металлами при стандартных условиях. Четвертый элемент, дубний , был синтезирован в лабораториях, но не был обнаружен в природе, при этом период полураспада наиболее стабильного изотопа дубния-268 составляет всего 16 часов, а другие изотопы еще более радиоактивны .

История

[ редактировать ]
Андрес Мануэль дель Рио, первооткрыватель ванадия

Группа 5 — это новое название этой группы по ИЮПАК; старое название было группой VB в старой системе США (CAS) или группой VA в европейской системе (старый IUPAC). Группу 5 не следует путать с группой со скрещенными названиями групп старого образца VA (система США, CAS) или VB (европейская система, старый IUPAC); эта группа теперь называется пниктогенами или группой 15.

Ванадий

[ редактировать ]

Ванадий был открыт в 1801 году испанским минералогом Андресом Мануэлем дель Рио . Дель Рио извлек этот элемент из образца мексиканской «бурой свинцовой» руды, позже названной ванадинитом . Он обнаружил, что его соли имеют самые разные цвета, и в результате назвал элемент панхром (греч. παγχρώμιο «все цвета»). Позже Дель Рио переименовал элемент в эритроний (греч. ερυθρός «красный»), потому что большинство солей при нагревании становились красными. В 1805 году французский химик Ипполит Виктор Колле-Дескотильс , поддержанный другом дель Рио бароном Александром фон Гумбольдтом , ошибочно заявил, что новый элемент дель Рио был нечистым образцом хрома . Дель Рио принял заявление Колле-Дескотилса и отказался от своего иска. [2]

В 1831 году шведский химик Нильс Габриэль Сефстрём заново открыл элемент в новом оксиде, который он обнаружил при работе с железными рудами . Позже в том же году Фридрих Велер подтвердил более раннюю работу дель Рио. [3] Сефстрем выбрал имя, начинающееся с буквы V, которое еще не было присвоено ни одному элементу. Он назвал элемент ванадий в честь древнескандинавского Ванадис (другое имя норвежской ванов богини Фрейи , чьи атрибуты включают красоту и плодородие) из-за множества красиво окрашенных химических соединений, которые он производит. [3] В 1831 году геолог Джордж Уильям Фезерстонхау предложил переименовать ванадий в рионий в честь дель Рио, но этому предложению не последовали. [4]

Ниобий и тантал

[ редактировать ]
Чарльз Хэтчетт, первооткрыватель ниобия

Ниобий был открыт английским химиком Чарльзом Хэтчеттом в 1801 году. [5] [6] [7] Он нашел новый элемент в образце минерала, который был отправлен в Англию из Коннектикута , США, в 1734 году Джоном Уинтропом (внуком Джона Уинтропа Младшего ) и назвал минерал колумбит и новый элемент колумбий в честь Колумбия . [8] поэтическое название Соединенных Штатов. [9] [10] [11] Однако после 15-й конференции Химического союза в Амстердаме в 1949 году для элемента 41 было выбрано название ниобий. [12] Колумбий , открытый Хэтчеттом, вероятно, представлял собой смесь нового элемента с танталом. [9] который был впервые обнаружен в 1802 году Андерсом Густавом Экебергом .

Андерс Густав Экеберг, первооткрыватель тантала

Впоследствии возникла значительная путаница [13] по поводу разницы между колумбием (ниобием) и близкородственным танталом. В 1809 году английский химик Уильям Хайд Волластон сравнил оксиды, полученные из обоих колумбиев, с колумбитом, плотностью 5,918 г/см2. 3 , а тантал — танталит , плотностью более 8 г/см. 3 и пришел к выводу, что два оксида, несмотря на значительную разницу в плотности, идентичны; таким образом, он сохранил название тантал. [13] Этот вывод был оспорен в 1846 году немецким химиком Генрихом Розе , который утверждал, что в образце танталита было два разных элемента, и назвал их в честь детей Тантала : ниобий (от Ниобы ) и пелопий (от Пелопса ). [14] [15] Эта путаница возникла из-за минимальных наблюдаемых различий между танталом и ниобием. Заявленные новые элементы пелопий , ильмений и дианий. [16] фактически были идентичны ниобию или смесям ниобия и тантала. [17] Чистый тантал не производился до 1903 года. [18]

Дубниум

[ редактировать ]

Последний элемент группы, дубний , не встречается в природе, поэтому его необходимо синтезировать в лаборатории. Первое зарегистрированное обнаружение было сделано группой из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), которая в 1968 году произвела новый элемент, бомбардируя мишень америция -243 пучком ионов неона -22, и сообщила о энергии 9,4 МэВ (при период полураспада 0,1–3 секунды) и 9,7 МэВ ( t 1/2 > 0,05 с) альфа-активности, за которыми следуют альфа-активности, аналогичные таковым обоих 256 103 или 257 103. На основании предыдущих теоретических прогнозов эти два направления деятельности были отнесены к 261 105 и 260 105 соответственно. [19]

После наблюдения альфа-распада элемента 105 исследователи стремились наблюдать спонтанное деление (СФ) элемента и изучать образующиеся фрагменты деления. В феврале 1970 года они опубликовали статью, в которой сообщили о многочисленных примерах двух таких активностей с периодами полураспада 14 мс и 2,2 ± 0,5 с . Они отнесли прежнюю деятельность к 242мф Являюсь [а] и приписали последнюю активность изотопу элемента 105. Они предположили, что маловероятно, что эта активность могла возникнуть в результате реакции переноса вместо элемента 105, поскольку коэффициент выхода для этой реакции был значительно ниже, чем у 242мф Реакция переноса с образованием Am в соответствии с теоретическими предсказаниями. Чтобы установить, что данная деятельность осуществлялась не от ( 22 Ne, x n) реакции, исследователи бомбардировали 243 Я цель с 18 ионы О; реакции, производящие 256 103 и 257 103 показал очень низкую активность СФ (что соответствует установленным данным), а реакция давала более тяжелые 258 103 и 259 103 вообще не выявили активности SF, что соответствует теоретическим данным. Исследователи пришли к выводу, что наблюдаемая активность исходит от SF элемента 105. [19]

Затем ОИЯИ предпринял попытку эксперимента по созданию элемента 105, опубликованного в отчете в мае 1970 года. Они утверждали, что синтезировали больше ядер элемента 105 и что эксперимент подтвердил их предыдущую работу. Согласно статье, изотоп, произведенный ОИЯИ, вероятно, был 261 105 или возможно 260 105. [19] Этот отчет включал первоначальное химическое исследование: термоградиентная версия метода газовой хроматографии была применена, чтобы продемонстрировать, что хлорид того, что образовалось в результате активности SF, почти соответствует хлориду пентахлорида ниобия , а не тетрахлорида гафния . Команда определила 2,2-секундную активность SF в летучем хлориде, отражающую свойства экаталанта, и пришла к выводу, что источником активности SF должен был быть элемент 105. [19]

В июне 1970 года ОИЯИ усовершенствовал свой первый эксперимент, использовав более чистую мишень и уменьшив интенсивность реакций переноса, установив коллиматор перед ловителем . На этот раз им удалось обнаружить альфа-активность с энергией 9,1 МэВ с дочерними изотопами, которые можно идентифицировать как 256 103 или 257 103, подразумевая, что исходный изотоп был либо 260 105 или 261 105. [19]

Фотография Нильса Бора
Фотография Отто Хана
Датский физик-ядерщик Нильс Бор и немецкий химик-ядерщик Отто Хан , оба предложены в качестве возможных тезок элемента 105.

Разгорелся спор о том , кто открыл элемент, которому каждая группа предложила собственное название: группа из Дубны назвала элемент нильсборий в честь Нильса Бора , а группа из Беркли назвала его ганием в честь Отто Хана . [20] В конце концов совместная рабочая группа ИЮПАК и ИЮПАП , Рабочая группа по трансфермиуму, решила, что заслуга открытия должна быть разделена. После того, как были предприняты различные компромиссы, где элемент 105 назывался курчатовием , джолиотием и ганием , в 1997 году ИЮПАК официально назвал элемент дубний в честь Дубны, [21] [18] а нильсборий в конечном итоге был упрощен и использован для обозначения элемента 107 .

Химические свойства

[ редактировать ]

Как и другие группы, члены этого семейства демонстрируют закономерности в электронной конфигурации , особенно на внешних оболочках. (Ожидаемый 4d 3 5 с 2 Конфигурация ниобия представляет собой очень низколежащее возбужденное состояние с энергией около 0,14 эВ.) [22]

Электронные конфигурации элементов 5-й группы
С Элемент Количество электронов/оболочка Электронная конфигурация
23 В, ванадий 2, 8, 11,  2 [С]    3d 3 4 с 2
41 Nb, ниобий 2, 8, 18, 12,  1 [кр]    4д 4 5 с 1
73 Тантал 2, 8, 18, 32, 11,  2 [Транспортное средство] 4f 14 5д 3 6 с 2
105 Дб, дубний 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 [Рн] 5f 14 6д 3 7 с 2

Большая часть химического состава наблюдалась только для первых трех членов группы (химический состав дубния не совсем установлен, но то, что известно, похоже, соответствует ожиданиям в отношении более тяжелого родственника тантала). Все элементы группы являются химически активными металлами с высокими температурами плавления (1910 °С, 2477 °С, 3017 °С). Реакционная способность не всегда очевидна из-за быстрого образования стабильного оксидного слоя, препятствующего дальнейшим реакциям, аналогично тенденциям в группе 3 или группе 4. Металлы образуют разные оксиды: ванадий образует оксид ванадия(II) , ванадий(III) оксид , оксид ванадия(IV) и оксид ванадия(V) , ниобий образует оксид ниобия(II) , оксид ниобия(IV) и оксид ниобия(V) , но из оксидов тантала только оксид тантала(V) характерен . Оксиды металла(V) обычно нереакционноспособны и действуют скорее как кислоты, чем как основания, но низшие оксиды менее стабильны. Однако они обладают некоторыми необычными для оксидов свойствами, такими как высокая электропроводность. [23]

Все три элемента образуют различные неорганические соединения , обычно со степенью окисления +5. Известны также более низкие степени окисления, но они менее стабильны, стабильность которых снижается с увеличением атомной массы.

Соединения

[ редактировать ]

Оксиды

[ редактировать ]

+2, +3, +4 и +5 Ванадий образует оксиды в степенях окисления , образуя оксид ванадия(II) (VO), оксид ванадия(III) (V 2 O 3 ), оксид ванадия(IV) (VO 2 ). и оксид ванадия(V) (V 2 O 5 ). Оксид ванадия (V) или пентаоксид ванадия является наиболее распространенным, являясь предшественником большинства сплавов и соединений ванадия, а также широко используемым промышленным катализатором. [24]

Ниобий образует оксиды в степенях окисления +5 ( Nb2O5 O, ) [25] +4 ( NbO 2 ) и более редкую степень окисления +2 ( NbO ). [26] Наиболее распространенным является пятиокись, которая также является предшественником почти всех соединений и сплавов ниобия. [23] [27]

Пятиокись тантала (Ta 2 O 5 ) является наиболее важным соединением с точки зрения приложений. Оксиды тантала в низших степенях окисления многочисленны, в том числе имеют множество дефектных структур , малоизучены или плохо охарактеризованы. [26]

оксианионы

[ редактировать ]
Структура декаванадата ​

В водном растворе ванадий(V) образует обширное семейство оксианионов , как установлено 51 V ЯМР спектроскопия . [28] Взаимоотношения в этом семействе описываются диаграммой доминирования , на которой показано не менее 11 видов в зависимости от рН и концентрации. [29] Тетраэдрический ортованадат-ион, VO 3−
4 , является основным видом, присутствующим при pH 12–14. Похожий по размеру и заряду на фосфор(V), ванадий(V) также соответствует своему химическому составу и кристаллографии. Ортованадат V O 3−
4 используется в кристаллографии белков. [30] изучить биохимию фосфатов. [31] Кроме того, было показано, что этот анион взаимодействует с активностью некоторых специфических ферментов. [32] [33] Тетратиованадат [VS 4 ] 3− аналогичен иону ортованадата. [34]

При более низких значениях pH мономер [HVO 4 ] 2− и димер [V 2 O 7 ] 4− образуются с преобладанием мономера при концентрации ванадия менее с. 10 −2 М (pV > 2, где pV равно минус значению логарифма общей концентрации ванадия/М). Образование дивандат-иона аналогично образованию дихромат- иона. При снижении pH происходит дальнейшее протонирование и конденсация до поливанадатов : при pH 4–6 [H 2 VO 4 ] − преобладает при pV более ок. 4, а при более высоких концентрациях образуются тримеры и тетрамеры. При pH 2–4 преобладает декаванадат , его образование из ортованадата представлено этой реакцией конденсации:

10 [ГОЛОС 4 ] 3− + 24 часа + → [В 10 О 28 ] 6− + 12 Н 2 О

В декаванадате каждый центр V(V) окружен шестью оксидными лигандами . [23] Ванадовая кислота H 3 VO 4 существует только в очень низких концентрациях, поскольку протонирование тетраэдрических частиц [H 2 VO 4 ] − приводит к преимущественному образованию октаэдра [VO 2 (H 2 O) 4 ] + разновидность. В сильнокислых растворах, pH < 2, [VO 2 (H 2 O) 4 ] + является преобладающей разновидностью, а оксид V 2 O 5 выпадает в осадок из раствора при высоких концентрациях. Оксид формально представляет собой ангидрид ванадиевой кислоты. Структуры многих соединений ванадата установлены методом рентгеновской кристаллографии.

Диаграмма Пурбе для ванадия в воде, которая показывает окислительно-восстановительные потенциалы между различными видами ванадия в разных степенях окисления. [35]

Ванадий(V) образует различные пероксокомплексы, особенно в активном центре ванадийсодержащих ферментов бромпероксидазы . Вид VO(O) 2 (H 2 O) 4 + устойчив в кислых растворах. В щелочных растворах известны виды с 2, 3 и 4 перекисными группами; последний образует фиолетовые соли с формулой M 3 V(O 2 ) 4 nH 2 O (M = Li, Na и др.), в которых ванадий имеет 8-координационное додекаэдрическое строение. [36] [37]

Ниобаты получают путем растворения пентоксида в основных растворах гидроксидов или плавления его в оксидах щелочных металлов. Примеры: ниобат лития ( LiNbO 3 ) и ниобат лантана ( ЛаНбо 4 ). Ниобат лития представляет собой тригонально искаженную перовскитоподобную структуру, тогда как ниобат лантана содержит одиночный NbO. 3−
4 иона. [23]

Танталаты, соединения, содержащие [TaO 4 ] 3− или [TaO 3 ] − многочисленны. Танталат лития (LiTaO 3 ) имеет структуру перовскита. Танталат лантана (LaTaO 4 ) содержит изолированный TaO. 3−
4 тетраэдра. [23]

Галогениды и их производные

[ редактировать ]

двенадцать бинарных галогенидов — соединений формулы VX n Известны (n=2...5). VI 4 , VCl 5 , VBr 5 и VI 5 не существуют или крайне нестабильны. В сочетании с другими реагентами VCl 4 используется как катализатор полимеризации диенов . Как и все бинарные галогениды, галогениды ванадия являются кислотными по Льюису , особенно галогениды V(IV) и V(V). Многие галогениды образуют октаэдрические комплексы формулы VX n L 6− n (X = галогенид; L = другой лиганд).

многие оксигалогениды ванадия (формула VO m X n ). Известны [38] окситрихлорид и окситрифторид ( VOCl 3 и VOF 3 Наиболее широко изучены ). Подобно POCl 3 , они летучи, принимают тетраэдрические структуры в газовой фазе и являются льюисовскими кислотами.

Часовое стекло на черной поверхности с небольшой порцией желтых кристаллов.
Очень чистый образец пентахлорида ниобия.
Шаровидная модель пентахлорида ниобия , существующего в виде димера.

Ниобий образует галогениды в степенях окисления +5 и +4, а также разнообразные субстехиометрические соединения . [23] [39] Пентагалогениды ( NbX
5 ) имеют октаэдрические центры Nb. Пентафторид ниобия ( NbF 5 ) представляет собой белое твердое вещество с температурой плавления 79,0 °С и пентахлорид ниобия ( NbCl 5 ) желтого цвета (см. изображение слева) с температурой плавления 203,4 °C. Оба гидролизуются с образованием оксидов и оксигалогенидов, таких как NbOCl 3 . Пентахлорид представляет собой универсальный реагент, используемый для получения металлоорганических соединений, таких как дихлорид ниобоцена ( (C
55Ч
5 )
2 NbCl
2 ). [40] Тетрагалогениды ( NbX
4 ) — полимеры темного цвета со связями Nb-Nb; например, черный гигроскопичный тетрафторид ниобия ( NbF 4 ) и коричневый тетрахлорид ниобия ( NbCl 4 ).

Анионные галогенидные соединения ниобия хорошо известны, отчасти благодаря кислотности Льюиса пентагалогенидов. Самым важным является [NbF 7 ] 2− , промежуточный продукт при выделении Nb и Та из руд. [41] Этот гептафторид имеет тенденцию образовывать оксопентафторид с большей готовностью, чем соединение тантала. Другие галогенидные комплексы включают октаэдрические [ NbCl 6 ] − :

Nb 2 Cl 10 + 2 Cl − → 2 [ NbCl 6 ] −

Как и в случае с другими металлами с низкими атомными номерами, известно множество восстановленных галогенидных кластерных ионов, ярким примером которых является [ Nb 6 Cl 18 ] 4− . [26]

Галогениды тантала охватывают степени окисления +5, +4 и +3. Пентафторид тантала (TaF 5 ) представляет собой белое твердое вещество с температурой плавления 97,0 °С. Анион [TaF 7 ] 2- используется для его отделения от ниобия. [41] Хлорид TaCl
5 , существующий в виде димера, является основным реагентом в синтезе новых соединений Та. Он легко гидролизуется до оксихлорида . Низшие галогениды TaX
4 и налог
3 , содержат связи Ta-Ta. [23] [39]

Физические свойства

[ редактировать ]

Тенденции в группе 5 следуют тенденциям других ранних групп d-блоков и отражают добавление заполненной f-оболочки в ядро ​​при переходе от пятого к шестому периоду. Все стабильные представители группы — тугоплавкие металлы серебристо-голубого цвета , однако примеси углерода , азота и кислорода делают их хрупкими. [42] Все они кристаллизуются в объемноцентрированную кубическую структуру при комнатной температуре. [43] и дубний, как ожидается, сделает то же самое. [44]

В таблице ниже представлены основные физические свойства элементов группы 5. Значение, отмеченное вопросительным знаком, является прогнозируемым. [45]

Свойства элементов 5 группы
Имя В, ванадий Nb, ниобий Ta, Тантал Дб, дубний
Температура плавления 2183 К (1910 °С) 2750 К (2477 °С) 3290 К (3017 °С) Un­known
Точка кипения 3680 К (3407 °С) 5017 К (4744 °С) 5731 К (5458 °С) Un­known
Плотность 6,11 г·см −3 8,57 г·см −3 16,69 г·см −3 21,6 г·см −3 ? [46] [47]
Появление сине-серебристо-серый металл сероватый металлик, синий при окислении серо-синий Un­known
Атомный радиус 135 вечера 146 вечера 146 вечера 139 вечера

Ванадий

[ редактировать ]

Ванадий — пластичный металл средней твердости стального синего цвета. Он является электропроводным и теплоизолирующим . Некоторые источники описывают ванадий как «мягкий», возможно, потому, что он пластичный, податливый и не хрупкий . [48] [49] Ванадий тверже большинства металлов и сталей (см. Твердость элементов (страница данных) и железа ). Он обладает хорошей устойчивостью к коррозии и устойчив к щелочам , серной и соляной кислотам . [23] Он окисляется на воздухе при температуре около 933 К (660 °C, 1220 °F), хотя оксидный пассивационный слой образуется даже при комнатной температуре.

Ниобий

[ редактировать ]

Ниобий — блестящий , серый, пластичный , парамагнитный металл 5-й группы таблицы Менделеева (см. таблицу) с электронной конфигурацией в крайних оболочках , нетипичной для 5-й группы. Аналогичные нетипичные конфигурации встречаются в окрестностях рутения (44), родия. (45) и палладий (46).

Хотя считается, что он имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру от абсолютного нуля до точки плавления, измерения теплового расширения с высоким разрешением вдоль трех кристаллографических осей обнаруживают анизотропию, несовместимую с кубической структурой. [50] Поэтому ожидаются дальнейшие исследования и открытия в этой области.

Ниобий становится сверхпроводником при криогенных температурах. При атмосферном давлении он имеет самую высокую критическую температуру среди элементарных сверхпроводников - К. 9,2 [51] Ниобий имеет наибольшую глубину магнитного проникновения среди всех элементов. [51] Кроме того, это один из трех элементарных сверхпроводников II типа , наряду с ванадием и технецием . Сверхпроводящие свойства сильно зависят от чистоты металлического ниобия. [52]

В очень чистом виде он сравнительно мягкий и пластичный, но примеси делают его более твердым. [53]

Металл имеет низкое сечение захвата тепловых нейтронов ; [54] таким образом, он используется в атомной промышленности, где желательны нейтронно-прозрачные структуры. [55]

Тантал

[ редактировать ]

Тантал темный (сине-серый), [56] плотный, пластичный, очень твердый, легко обрабатываемый и обладающий высокой проводимостью тепла и электричества. известен своей устойчивостью к коррозии кислотами Металл ; Фактически, при температуре ниже 150 ° C тантал почти полностью невосприимчив к воздействию обычно агрессивной царской водки . Его можно растворить плавиковой кислотой или кислыми растворами, содержащими фторид -ион и триоксид серы , а также раствором гидроксида калия . Высокая температура плавления тантала, составляющая 3017 °C (точка кипения 5458 °C), уступает среди элементов только вольфраму , рению и осмию для металлов, а также углероду .

Тантал существует в двух кристаллических фазах: альфа и бета. Альфа-фаза относительно пластична и мягка; имеет объемноцентрированную кубическую структуру ( пространственная группа Im3m , постоянная решетки a = 0,33058 нм), твердость по Кнупу 200–400 HN и удельное сопротивление 15–60 мкОм⋅см. Бета-фаза твердая и хрупкая; его кристаллическая симметрия тетрагональная (пространственная группа P42/mnm , a = 1,0194 нм, c = 0,5313 нм), твердость по Кнупу составляет 1000–1300 HN, а удельное электросопротивление относительно высокое и составляет 170–210 мкОм⋅см. Бета-фаза метастабильна и переходит в альфа-фазу при нагревании до 750–775 °С. Объемный тантал почти полностью состоит из альфа-фазы, а бета-фаза обычно существует в виде тонких пленок. [57] полученный магнетроном распыление , химическое осаждение из паровой фазы или электрохимическое осаждение из эвтектического раствора расплавленной соли. [58]

Дубниум

[ редактировать ]
Релятивистское (сплошная линия) и нерелятивистское (пунктирная линия) радиальное распределение валентных 7s-электронов в дубнии.

Прямой релятивистский эффект заключается в том, что по мере увеличения атомных номеров элементов самые внутренние электроны начинают быстрее вращаться вокруг ядра в результате увеличения электромагнитного притяжения между электроном и ядром. Аналогичные эффекты были обнаружены для крайних s- орбиталей (и p 1/2 , хотя в дубнии они не заняты): например, 7s-орбиталь сжимается на 25% в размере и стабилизируется на 2,6 эВ . [45]

Более косвенный эффект заключается в том, что суженные s- и p1 /2 -орбитали более эффективно экранируют заряд ядра, оставляя меньше для внешних d- и f-электронов, которые, следовательно, движутся по более крупным орбиталям. Это сильно влияет на дубний: в отличие от предыдущих членов пятой группы, его 7s-электроны извлечь немного сложнее, чем его 6d-электроны. [45]

Релятивистская стабилизация ns - орбиталей, дестабилизация ( n -1)d -орбиталей и их спин-орбитальное расщепление для элементов группы 5.

Другим эффектом является спин-орбитальное взаимодействие , в частности спин-орбитальное расщепление, которое разделяет подоболочку 6d ( азимутальное квантовое число ℓ рекламной оболочки равно 2) на две подоболочки, при этом ℓ четырех из десяти орбиталей понижено до 3/2. и шесть повышены до 5/2. Все десять энергетических уровней повышаются; четыре из них ниже остальных шести. (Три 6d-электрона обычно занимают самые низкие энергетические уровни, 6d 3/2 .) [45]

Одиночный ионизированный атом дубния (Db + ) должен потерять 6d-электрон по сравнению с нейтральным атомом; двойник (Дб 2+ ) или тройной (Дб 3+ ) ионизированные атомы дубния должны отщеплять 7s-электроны, в отличие от его более легких гомологов. Несмотря на изменения, ожидается, что дубний по-прежнему будет иметь пять валентных электронов; Не было показано, что энергетические уровни 7p влияют на дубний и его свойства. Поскольку 6d-орбитали дубния более дестабилизированы, чем 5d-орбитали тантала, и Db 3+ Ожидается, что останется два электрона 6d, а не 7s, поэтому ожидается, что полученная степень окисления +3 будет нестабильной и даже более редкой, чем у тантала. Потенциал ионизации дубния в максимальной степени окисления +5 должен быть несколько ниже, чем у тантала, а ионный радиус дубния должен увеличиваться по сравнению с танталом; это оказывает существенное влияние на химический состав дубния. [45]

Атомы дубния в твердом состоянии должны располагаться в объемноцентрированной кубической конфигурации, как и предыдущие элементы 5-й группы. [44] Прогнозируемая плотность дубния составляет 21,6 г/см. 3 . [46]

возникновение

[ редактировать ]

В земной коре содержится 160 частей на миллион ванадия, что делает его 19-м по распространенности элементом там. Почва содержит в среднем 100 частей на миллион ванадия, а морская вода содержит 1,5 части на миллиард ванадия. Типичный человек содержит 285 частей на миллиард ванадия. Известно более 60 ванадиевых руд, в том числе ванадинит , патронит и карнотит . [18] В земной коре содержится 20 частей на миллион ниобия, что делает его 33-м по распространенности элементом. Почва содержит в среднем 24 части на миллион ниобия, а морская вода содержит 900 частей на квадрильон ниобия. Типичный человек содержит 21 часть ниобия на миллиард. Ниобий содержится в минералах колумбите и пирохлоре . [18] В земной коре содержится 2 части на миллион тантала, что делает его 51-м по распространенности элементом там. Почва содержит в среднем от 1 до 2 частей тантала на миллиард, а морская вода — 2 части на триллион тантала. Типичный человек содержит 2,9 частей тантала на миллиард. Тантал содержится в минералах танталите и пирохлоре. [18] Дубний в природе не встречается в земной коре.

Производство

[ редактировать ]

Ванадий

[ редактировать ]

Металлический ванадий получают в результате многостадийного процесса, который начинается с обжига измельченной руды с NaCl или Na 2 CO 3 при температуре около 850 °C с получением метаванадата натрия (NaVO 3 ). Водный экстракт этого твердого вещества подкисляют с образованием «красного кека», поливанадовой соли, которую восстанавливают металлическим кальцием . В качестве альтернативы мелкосерийному производству пятиокись ванадия восстанавливают водородом или магнием . Также используются многие другие методы, во всех из которых ванадий производится как побочный продукт других процессов. [59] Очистка ванадия возможна с помощью процесса кристаллического стержня, разработанного Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Буром в 1925 году. Он включает образование йодида металла, в данном примере йодида ванадия (III) , и последующее разложение с получением чистого металла. : [60]

2 V + 3 I 2 ⇌ 2 VI 3
Феррованадий куски

Большая часть ванадия используется в качестве компонента стального сплава, называемого феррованадием . Феррованадий производят непосредственно путем восстановления смеси оксида ванадия, оксидов железа и железа в электрической печи. Ванадий попадает в чугун, производимый из ванадийсодержащего магнетита. В зависимости от используемой руды шлак содержит до 25% ванадия. [59]

около 70 000 тонн Ежегодно добывается ванадиевой руды, из них 25 000 тонн ванадиевой руды добывается в России, 24 000 в ЮАР , 19 000 в Китае и 1 000 в Казахстане . Ежегодно производится 7000 т металлического ванадия. Получить ванадий путем нагревания его руды с углеродом невозможно. Вместо этого ванадий получают путем нагревания оксида ванадия с кальцием в сосуде под давлением . Ванадий очень высокой чистоты получают реакцией трихлорида ванадия с магнием. [18]

Ниобий и тантал

[ редактировать ]
Шахтное производство ниобия (т) [61] (оценка Геологической службы США) [62]
Год Австралия Бразилия Канада
2000 160 30,000 2,290
2001 230 22,000 3,200
2002 290 26,000 3,410
2003 230 29,000 3,280
2004 200 29,900 3,400
2005 200 35,000 3,310
2006 200 40,000 4,167
2007 Un­known 57,300 3,020
2008 Un­known 58,000 4,380
2009 Un­known 58,000 4,330
2010 Un­known 58,000 4,420
2011 Un­known 58,000 4,630
2012 Un­known 63,000 5,000
2013 Un­known 53,100 5,260
2014 Un­known 53,000 5,000
2015 Un­known 58,000 5,750
2016 Un­known 57,000 6,100
2017 Un­known 60,700 6,980
2018 Un­known 59,000 7,700
2019 Un­known 88,900 6,800

После отделения от других минералов смешанные оксиды тантала Ta 2 O 5 и ниобий Nb 2 O 5 . Для производства ниобия первым этапом обработки является реакция оксидов с плавиковой кислотой : [41]

Ta 2 O 5 + 14 HF → 2 H 2 [TaF 7 ] + 5 H 2 O
Nb 2 O 5 + 10 HF → 2 H 2 [NbOF 5 ] + 3 H 2 O

Первое разделение в промышленном масштабе, разработанное швейцарским химиком де Мариньяком , использует различную растворимость сложных фторидов ниобия и тантала , моногидрата оксипентафторниобата дикалия ( K 2 [NbOF 5 ]·H 2 O ) и гептафторотанталат дикалия ( K 2 [TaF 7 ] ) в воде. Более новые процессы используют жидкостную экстракцию фторидов из водного раствора органическими растворителями , такими как циклогексанон . [41] Комплексные фториды ниобия и тантала экстрагируются отдельно из органического растворителя водой и либо осаждаются добавлением фторида калия с образованием комплекса фторида калия, либо осаждаются аммиаком в виде пятиокиси: [23]

Н 2 [NbOF 5 ] + 2 КФ → К 2 [NbOF 5 ]↓ + 2 HF

С последующим:

2 H 2 [NbOF 5 ] + 10 NH 4 OH → Nb 2 O 5 ↓ + 10 NH 4 F + 7 H 2 O

используется несколько методов Для восстановления до металлического ниобия . Электролиз ​ смеси расплавленной ​ К 2 [ NbOF 5 ] и хлорид натрия - один; другой — восстановление фторида натрием . С помощью этого метода можно получить ниобий относительно высокой чистоты. В крупносерийном производстве, Nb 2 O 5 восстанавливают водородом или углеродом. [23] В алюминотермической реакции смесь оксидов железа и оксидов ниобия реагирует с алюминием :

3 Nb 2 O 5 + Fe 2 O 3 + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al 2 O 3

небольшие количества окислителей, таких как нитрат натрия Для усиления реакции добавляются . В результате получается оксид алюминия и феррониобий , сплав железа и ниобия, используемый в производстве стали. [63] [64] Феррониобий содержит от 60 до 70% ниобия. [65] Без оксида железа для производства ниобия используется алюминотермический процесс. Для достижения категории сверхпроводящих сплавов необходима дальнейшая очистка. Электронно-лучевая плавка в вакууме — это метод, используемый двумя основными поставщиками ниобия. [39] [66]

По состоянию на 2013 год из Бразилии CBMM контролировала 85 процентов мирового производства ниобия. [67] , По оценкам Геологической службы США добыча увеличилась с 38 700 тонн в 2005 году до 44 500 тонн в 2006 году. [68] [69] Мировые ресурсы оцениваются в 4,4 миллиона тонн. [69] За десятилетний период с 1995 по 2005 год производство увеличилось более чем вдвое, начиная с 17 800 тонн в 1995 году. [70] В период с 2009 по 2011 год производство оставалось стабильным на уровне 63 000 тонн в год. [71] с небольшим снижением в 2012 году до всего 50 000 тонн в год. [72]

Меньшие количества обнаружены на месторождении Каньика в Малави ( рудник Каньика ).

Ежегодно добывается 70 000 т танталовой руды. Бразилия производит 90% танталовой руды, этот элемент также производят Канада, Австралия, Китай и Руанда . Спрос на тантал составляет около 1200 т в год. [18]

Дубниум и не только

[ редактировать ]

Дубний получают синтетическим путем бомбардировки актинидов более легкими элементами. [18] На сегодняшний день не экспериментов в суперколлайдере проводилось по синтезу следующего члена группы — ни унпенсептия (Ups), ни унпентенниума (Upe). Поскольку унпенсептий и унпентенний оба являются элементами позднего периода 8 , маловероятно, что эти элементы будут синтезированы в ближайшем будущем.

Приложения

[ редактировать ]
Ниобий часто является второстепенным компонентом нержавеющей стали.

Основное применение ванадия находится в сплавах, таких как ванадиевая сталь . Сплавы ванадия используются в пружинах , инструментах , реактивных двигателях , броне и ядерных реакторах . Оксид ванадия придает керамике золотистый цвет, а другие соединения ванадия используются в качестве катализаторов при производстве полимеров . [18]

Небольшое количество ниобия добавляют в нержавеющую сталь для улучшения ее качества. стойкости ниобия Ниобиевые сплавы также используются в соплах ракет из-за высокой коррозионной . [18]

Тантал имеет четыре основных типа применения. Тантал добавляют в предметы, подвергающиеся воздействию высоких температур, в электронные устройства , хирургические имплантаты и для работы с коррозионными веществами. [18]

Дубний не имеет применения из-за его радиоактивности, что делает его пребывание рядом с ним очень опасным.

Биологические явления

[ редактировать ]
Основная статья: Ванадий § Биологическая роль

Из элементов группы 5 только ванадий был идентифицирован как играющий роль в биологической химии живых систем, но даже он играет очень ограниченную роль в биологии и более важен в океанской среде, чем на суше.

Оболочки, такие как оболочник колокольчика, содержат ванадий в виде ванабинов .

Ванадий, необходимый для асцидий и оболочников в виде ванабинов , известен в крови Ascidiacea клетках (морских асцидий) с 1911 года. [73] [74] концентрация ванадия в их крови более чем в 100 раз превышает концентрацию ванадия в морской воде вокруг них. Некоторые виды макрогрибов накапливают ванадий (до 500 мг/кг в сухом весе). [75] Ванадий-зависимая бромпероксидаза образует броморганические соединения у ряда видов морских водорослей . [76]

крысам и цыплятам Известно также, что ванадий необходим в очень небольших количествах, а его дефицит приводит к замедлению роста и нарушению воспроизводства . [77] Ванадий является относительно спорной пищевой добавкой , в первую очередь для повышения к инсулину. чувствительности [78] и бодибилдинг . Сульфат ванадила может улучшить контроль уровня глюкозы у людей с диабетом 2 типа . [79] Кроме того, декаванадат и оксованадаты представляют собой виды, которые потенциально обладают множеством биологических активностей и успешно используются в качестве инструментов для понимания некоторых биохимических процессов. [80]

Токсичность и меры предосторожности

[ редактировать ]

Чистый ванадий не является токсичным. Однако пятиокись ванадия вызывает сильное раздражение глаз, носа и горла. [18] четырехвалентный VOSO 4 Сообщалось, что по меньшей мере в 5 раз более токсичен, чем трехвалентный V 2 O 3 . [81] Управление по охране труда установило предельно допустимую концентрацию 0,05 мг/м. 3 для пыли пятиокиси ванадия и 0,1 мг/м 3 на пары пятиокиси ванадия в воздухе рабочего места при 8-часовом рабочем дне, 40-часовой рабочей неделе. [82] Национальный институт безопасности и гигиены труда рекомендовал 35 мг/м. 3 ванадия считается непосредственно опасным для жизни и здоровья, то есть может вызвать необратимые проблемы со здоровьем или смерть. [82] Соединения ванадия плохо всасываются через желудочно-кишечный тракт. Вдыхание ванадия и его соединений приводит прежде всего к неблагоприятному воздействию на дыхательную систему. [83] [84] [85] Однако количественных данных недостаточно для определения субхронической или хронической ингаляционной референсной дозы. Сообщалось о других эффектах после перорального или ингаляционного воздействия на параметры крови. [86] [87] печень, [88] неврологическое развитие, [89] и другие органы [90] у крыс.

Существует мало доказательств того, что ванадий или его соединения являются репродуктивными токсинами или тератогенами . В исследовании NTP сообщалось, что пентаоксид ванадия канцерогенен для самцов крыс, а также для самцов и самок мышей при вдыхании. [84] хотя интерпретация результатов в последнее время оспаривается. [91] Канцерогенность ванадия не была определена Агентством по охране окружающей среды США . [92] Следы ванадия в дизельном топливе являются основным компонентом топлива при высокотемпературной коррозии . Во время горения ванадий окисляется и реагирует с натрием и серой, образуя соединения ванадата с температурой плавления всего 530 °C, которые разрушают пассивирующий слой стали и делают ее подверженной коррозии. Твердые соединения ванадия также истирают детали двигателя. [93] [94]

Ниобий не имеет известной биологической роли. Ниобиевая пыль вызывает раздражение глаз и кожи. [18] и потенциально опасный для пожара, элементарный ниобий в более широком масштабе физиологически инертен (и, следовательно, гипоаллергенен) и безвреден. Он часто используется в ювелирных изделиях и был протестирован для использования в некоторых медицинских имплантатах. [95] [96] Ниобий и его соединения считаются слегка токсичными. Кратковременное и долговременное воздействие ниобатов и хлорида ниобия, двух водорастворимых химических веществ, было протестировано на крысах. У крыс, получавших однократную инъекцию пентахлорида ниобия или ниобатов, средняя летальная доза (LD 50 ) составляет от 10 до 100 мг/кг. [97] [98] [99] При пероральном применении токсичность ниже; исследование на крысах показало LD 50 после семи дней приема 940 мг/кг. [97]

Соединения, содержащие тантал, редко встречаются в лаборатории, и он и его соединения редко вызывают травмы, а когда они это делают, повреждения обычно представляют собой сыпь. [18] Металл обладает высокой биосовместимостью. [100] и используется для имплантатов и покрытий тела , поэтому внимание может быть сосредоточено на других элементах или физической природе химического соединения . [101] Люди могут подвергнуться воздействию тантала на рабочем месте при вдыхании, контакте с кожей или глазами. Управление по охране труда (OSHA) установило законный предел ( допустимый предел воздействия ) для воздействия тантала на рабочем месте на уровне 5 мг/м. 3 более 8-часового рабочего дня. Национальный институт охраны труда (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия 5 мг/м. 3 при 8-часовом рабочем дне и кратковременном пределе 10 мг/м 3 . На уровне 2500 мг/м 3 , тантал непосредственно опасен для жизни и здоровья . [102]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Это обозначение означает, что ядро ​​представляет собой ядерный изомер , который распадается в результате спонтанного деления.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Райх, Херб (2011). Numberpedia: все, что вы когда-либо хотели знать (и кое-что, чего вы не знали) о числах . Нью-Йорк: Издательство Skyhorse. п. 512. ИСБН  978-1616080846 .
  2. ^ Синтас, Педро (2004). «Дорога к химическим названиям и эпонимам: открытие, приоритет и заслуга». Angewandte Chemie, международное издание . 43 (44): 5888–94. дои : 10.1002/anie.200330074 . ПМИД   15376297 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Сефстрем, Н.Г. (1831 г.). «О ванадии, новом металле, обнаруженном в слитковом железе Экерсхольма, металлургического завода, который получает руду из Таберга в Смоланде» . Анналы физики и химии . 97 (1): 43–49. Стартовый код : 1831АнП....97...43С . дои : 10.1002/andp.18310970103 .
  4. ^ Фезерстонхау, Джордж Уильям (1831). «Новый металл, условно называемый Ванадием» . Ежемесячный американский журнал геологии и естествознания : 69.
  5. ^ Хэтчетт, Чарльз (1802). «Анализ минерального вещества из Северной Америки, содержащего доселе неизвестный металл» . Философские труды Лондонского королевского общества . 92 : 49–66. дои : 10.1098/rspl.1800.0045 . JSTOR   107114 . Архивировано из оригинала 3 мая 2016 года . Проверено 15 июля 2016 г.
  6. ^ Хэтчетт, Чарльз (1802 г.), «Описание свойств и свойств металлического вещества, недавно открытого Чарльзом Хэтчеттом, эсквайром и названного им Колумбием» , Журнал естественной философии, химии и искусств , I (январь): 32–34, заархивировано из оригинала 24 декабря 2019 года , получено 13 июля 2017 года .
  7. ^ Хэтчетт, Чарльз (1802). «Свойства и химическое поведение нового металла, колумбия, ( который был) открыт Чарльзом Хэтчеттом». Анналы физики (на немецком языке). 11 (5): 120–122. Стартовый код : 1802АнП....11..120Н . дои : 10.1002/andp.18020110507 . Архивировано из оригинала 9 мая 2016 года . Проверено 15 июля 2016 г.
  8. ^ Корёси, Ф. (1939). «Реакция тантала, колумбия и ванадия с йодом». Журнал Американского химического общества . 61 (4): 838–843. дои : 10.1021/ja01873a018 .
  9. ^ Перейти обратно: а б Нойес, Уильям Альберт (1918). Учебник химии . Х. Холт и Ко. с. 523. Архивировано из оригинала 2 июня 2022 года . Проверено 2 ноября 2020 г.
  10. ^ Персиваль, Джеймс (январь 1853 г.). «Серебряные и свинцовые рудники Мидлтауна» . Журнал операций по добыче серебра и свинца . 1 : 186. Архивировано из оригинала 3 июня 2013 года . Проверено 24 апреля 2013 г.
  11. ^ Гриффит, Уильям П.; Моррис, Питер Дж. Т. (2003). «Чарльз Хэтчетт FRS (1765–1847), химик и первооткрыватель ниобия». Заметки и отчеты Лондонского королевского общества . 57 (3): 299–316. дои : 10.1098/rsnr.2003.0216 . JSTOR   3557720 . S2CID   144857368 .
  12. ^ Рейнер-Кэнхэм, Джефф; Чжэн, Чжэн (2008). «Название элементов в честь ученых: отчет о противоречии». Основы химии . 10 (1): 13–18. дои : 10.1007/s10698-007-9042-1 . S2CID   96082444 .
  13. ^ Перейти обратно: а б Волластон, Уильям Хайд (1809). «О тождестве колумбия и тантала». Философские труды Королевского общества . 99 : 246–252. дои : 10.1098/rstl.1809.0017 . JSTOR   107264 . S2CID   110567235 .
  14. ^ Роза, Генрих (1844). «О составе танталитов и новом металле, содержащемся в танталите из Баварии» . Анналы физики (на немецком языке). 139 (10): 317–341. Бибкод : 1844АнП...139..317Р . дои : 10.1002/andp.18441391006 . Архивировано из оригинала 20 июня 2013 года . Проверено 31 августа 2008 г.
  15. ^ Роза, Генрих (1847). «О кислоте в колумбите Северной Америки» . Анналы физики (на немецком языке). 146 (4): 572–577. Бибкод : 1847АнП...146..572Р . дои : 10.1002/andp.18471460410 . Архивировано из оригинала 11 мая 2014 года . Проверено 31 августа 2008 г.
  16. ^ Кобелл, В. (1860). «О своеобразной кислоте диановой из группы соединений тантала и ниобия» . Журнал практической химии . 79 (1): 291–303. дои : 10.1002/prac.18600790145 . Архивировано из оригинала 5 октября 2019 года . Проверено 5 октября 2019 г.
  17. ^ Мариньяк, Бломстранд; Девиль, Х.; Трост, Л.; Германн, Р. (1866). «Танталовая кислота, ниобиевая кислота (ильменовая кислота) и титановая кислота». Журнал аналитической химии Фрезениуса . 5 (1): 384–389. дои : 10.1007/BF01302537 . S2CID   97246260 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы .
  19. ^ Перейти обратно: а б с д и Барбер, Р.К.; Гринвуд, Нью-Йорк ; Гринкевич, АЗ; и др. (1993). «Открытие элементов трансфермиума» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 65 (8): 1757. doi : 10.1351/pac199365081757 . S2CID   195819585 . Проверено 7 сентября 2016 г.
  20. ^ Хоффман, округ Колумбия; Гиорсо, А.; Сиборг, GT (2000). Трансурановые люди: история изнутри . Издательство Имперского колледжа. стр. 369–399. ISBN  978-1-86094-087-3 .
  21. ^ «Названия и символы трансфермиевых элементов (Рекомендации ИЮПАК 1997 г.)» . Чистая и прикладная химия . 69 (12): 2471–2474. 1997. doi : 10.1351/pac199769122471 .
  22. ^ База данных атомных спектров NIST
  23. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Холлеман, Арнольд Ф.; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). "Ванадий". Учебник неорганической химии (на немецком языке) (91–100 изд.). Вальтер де Грюйтер. стр. 1071–1075. ISBN  978-3-11-007511-3 .
  24. ^ Бауэр, Гюнтер; Гютер, Фолькер; Гесс, Ганс; Отто, Андреас; Ройдл, Оскар; Роллер, Хайнц; Саттельбергер, Зигфрид (2000). «Ванадий и соединения ванадия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a27_367 . ISBN  3527306730 .
  25. ^ Пубхим. «Оксид ниобия | Nb2O5 – ПабХим» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Архивировано из оригинала 16 августа 2016 года . Проверено 29 июня 2016 г.
  26. ^ Перейти обратно: а б с Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  27. ^ Кардарелли, Франсуа (2008). Справочник материалов . Спрингер Лондон. ISBN  978-1-84628-668-1 .
  28. ^ Редер, Д.; Поленова Т.; Бюль, М. (2007). ЯМР Ванадий-51 . Годовые отчеты по ЯМР-спектроскопии. Том. 62. стр. 49–114. дои : 10.1016/S0066-4103(07)62002-X . ISBN  9780123739193 .
  29. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 984. ИСБН  978-0-08-037941-8 .
  30. ^ Грешит, Ирмгард; Хол, Вим Дж.Дж. (2004). «Сила ванадата в кристаллографических исследованиях ферментов, переносящих фосфорил» . Письма ФЭБС . 577 (3): 315–21. дои : 10.1016/j.febslet.2004.10.022 . ПМИД   15556602 . S2CID   8328704 .
  31. ^ Серджант, Лорн Э.; Стинсон, Роберт А. (1979). «Ингибирование щелочной фосфатазы человека ванадатом» . Биохимический журнал . 181 (1): 247–50. дои : 10.1042/bj1810247 . ПМЦ   1161148 . ПМИД   486156 .
  32. ^ Крэнс, Дебби С.; Симона, Кармен М. (9 июля 1991 г.). «Невосстановительное взаимодействие ванадата с ферментом, содержащим тиоловую группу в активном центре: глицерин-3-фосфатдегидрогеназой» . Биохимия . 30 (27): 6734–6741. дои : 10.1021/bi00241a015 . ISSN   0006-2960 . ПМИД   2065057 .
  33. ^ Карлиш, SJD; Боже, Луизиана; Глинн, IM (ноябрь 1979 г.). «Ванадат ингибирует (Na+ + K+)АТФазу, блокируя конформационные изменения нефосфорилированной формы» . Природа . 282 (5736): 333–335. Бибкод : 1979Natur.282..333K . дои : 10.1038/282333a0 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   228199 . S2CID   4341480 .
  34. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 988. ИСБН  978-0-08-037941-8 .
  35. ^ Аль-Харафи, FM; Бадави, Вашингтон (1997). «Электрохимическое поведение ванадия в водных растворах с разным pH». Электрохимика Акта . 42 (4): 579–586. дои : 10.1016/S0013-4686(96)00202-2 .
  36. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 . , стр994.
  37. ^ Струкул, Джорджио (1992). Каталитическое окисление с использованием перекиси водорода в качестве окислителя . Спрингер. п. 128. ИСБН  978-0-7923-1771-5 .
  38. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 993. ИСБН  978-0-08-037941-8 .
  39. ^ Перейти обратно: а б с Агулянский, Анатолий (2004). Химия соединений фторидов тантала и ниобия . Эльзевир. стр. 1–11. ISBN  978-0-444-51604-6 .
  40. ^ Лукас, ЧР; Лабингер, Дж.А.; Шварц, Дж. (1990). «Дихлоробис(η 5 -Циклопентадиенил) Ниобий (IV)». В Анжеличи, Роберт Дж. (ред.). Неорганические синтезы . Том 28. Нью-Йорк. Стр. 267–270. doi : 10.1002/9780470132593.ch68 . ISBN  978-0-471-52619-3 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  41. ^ Перейти обратно: а б с д Суассон, Дональд Дж.; Маклафферти, Джей-Джей; Пьере, Джеймс А. (1961). «Совместный отчет персонала и промышленности: тантал и ниобий». Промышленная и инженерная химия . 53 (11): 861–868. дои : 10.1021/ie50623a016 .
  42. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 956-958. ISBN  978-0-08-037941-8 .
  43. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 946-948. ISBN  978-0-08-037941-8 .
  44. ^ Перейти обратно: а б Эстлин, А.; Витос, Л. (2011). «Изначальный расчет структурной устойчивости 6d-переходных металлов». Физический обзор B . 84 (11): 113104. Бибкод : 2011PhRvB..84k3104O . дои : 10.1103/PhysRevB.84.113104 .
  45. ^ Перейти обратно: а б с д и Хоффман, округ Колумбия; Ли, DM; Першина, В. (2006). «Трансактиниды и элементы будущего». В Морссе, ЛР; Эдельштейн, Нью-Мексико; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидных и трансактинидных элементов (3-е изд.). Springer Science+Business Media . стр. 1652–1752. ISBN  978-1-4020-3555-5 .
  46. ^ Перейти обратно: а б Гьянчандани, Джиоти; Сикка, Словакия (10 мая 2011 г.). «Физические свойства элементов 6 d-серии из теории функционала плотности: близкое сходство с более легкими переходными металлами». Физический обзор B . 83 (17): 172101. Бибкод : 2011PhRvB..83q2101G . дои : 10.1103/PhysRevB.83.172101 .
  47. ^ Крац; Лизер (2013). Ядерная и радиохимия: основы и приложения (3-е изд.). п. 631.
  48. ^ Джордж Ф. Вандер Воорт (1984). Металлография, принципы и практика . АСМ Интернешнл. стр. 137–. ISBN  978-0-87170-672-0 . Проверено 17 сентября 2011 г.
  49. ^ Кардарелли, Франсуа (2008). Справочник материалов: краткий настольный справочник . Спрингер. стр. 338–. ISBN  978-1-84628-668-1 . Проверено 17 сентября 2011 г.
  50. ^ Боллинджер, РК; Уайт, Б.Д.; Ноймайер, Джей-Джей; Сандим, HRZ; Сузуки, Ю.; дос Сантос, CAM; Авчи, Р.; Мильори, А.; Беттс, Дж. Б. (2011). «Наблюдение мартенситного структурного искажения в V, Nb и Ta» . Письма о физических отзывах . 107 (7): 075503. Бибкод : 2011PhRvL.107g5503B . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.075503 . ПМИД   21902404 .
  51. ^ Перейти обратно: а б Пейнигер, М.; Пиль, Х. (1985). «Многоячеечный ускоряющий резонатор со сверхпроводящим покрытием Nb 3 Sn». Транзакции IEEE по ядерной науке . 32 (5): 3610–3612. Бибкод : 1985ITNS...32.3610P . дои : 10.1109/TNS.1985.4334443 . S2CID   23988671 .
  52. ^ Саллес Моура, Эрнан Р.; Луремжо де Моура, Луремжо (2007). «Плавка и очистка ниобия». Материалы конференции AIP . 927 (927): 165–178. Бибкод : 2007AIPC..927..165M . дои : 10.1063/1.2770689 .
  53. ^ Новак, Изабела; Зиолек, Мария (1999). «Соединения ниобия: получение, характеристика и применение в гетерогенном катализе». Химические обзоры . 99 (12): 3603–3624. дои : 10.1021/cr9800208 . ПМИД   11849031 .
  54. ^ Янке, LP; Франк, Р.Г.; Редден, ТК (1960). «Колумбиевые сплавы сегодня». Металлическая программа . 77 (6): 69–74. ОСТИ   4183692 .
  55. ^ Никулина, А.В. (2003). «Цирконий-ниобиевые сплавы для активных элементов водо-водяных реакторов». Металловедение и термическая обработка . 45 (7–8): 287–292. Бибкод : 2003МСТ...45..287Н . дои : 10.1023/A:1027388503837 . S2CID   134841512 .
  56. ^ Колакис, Марианте; Маселло, Мэри Джоан (30 июня 2007 г.). «Тантал» . Классическая мифология и многое другое: рабочая тетрадь для чтения . Издательство Больчази-Кардуччи. ISBN  978-0-86516-573-1 .
  57. ^ Магнусон, М.; Гречинский, Г.; Эрикссон, Ф.; Хультман, Л.; Хогберг, Х. (2019). «Электронная структура пленок β-Ta по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и расчеты из первых принципов» . Прикладная наука о поверхности . 470 : 607–612. Бибкод : 2019АпсС..470..607М . дои : 10.1016/j.apsusc.2018.11.096 . S2CID   54079998 .
  58. ^ Ли, С.; Доксбек, М.; Мюллер, Дж.; Чиполло, М.; Кот, П. (2004). «Текстура, структура и фазовые превращения в напыленном покрытии бета-тантала» . Технология поверхностей и покрытий . 177–178: 44. doi : 10.1016/j.surfcoat.2003.06.008 .
  59. ^ Перейти обратно: а б Москалык, Р.Р.; Альфантази, AM (2003). «Обработка ванадия: обзор». Минеральное машиностроение . 16 (9): 793–805. дои : 10.1016/S0892-6875(03)00213-9 .
  60. ^ Карлсон, Онтарио; Оуэн, CV (1961). «Получение металлических ванадий высокой чистоты процессом йодидного рафинирования». Журнал Электрохимического общества . 108 : 88. дои : 10.1149/1.2428019 .
  61. ^ Каннингем, Ларри Д. (5 апреля 2012 г.). «Информация о минералах Геологической службы США: ниобий (Колумбий) и тантал» . Minerals.usgs.gov. Архивировано из оригинала 28 января 2013 года . Проверено 17 августа 2012 г.
  62. ^ «Статистика и информация по ниобию (колумбию) и танталу | Геологическая служба США» . Архивировано (PDF) из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 2 декабря 2021 г.
  63. ^ Титер, Джеффри (2001). Общество минералов, металлов и материалов (ред.). Прогресс на ниобиевых рынках и технологиях, 1981–2001 гг. (PDF) . ISBN  978-0-9712068-0-9 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года. {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
  64. ^ Дюфрен, Клод; Гойетт, Гислен (2001). Общество минералов, металлов и материалов (ред.). Производство феррониобия на руднике Ниобек в 1981–2001 гг. (PDF) . ISBN  978-0-9712068-0-9 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года. {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
  65. ^ Купцидис Дж.; Питерс, Ф.; Прох, Д.; Зингер, В. «Ниобий для TESLA» (PDF) (на немецком языке). Немецкий электронный синхротрон DESY. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 г. Проверено 2 сентября 2008 г.
  66. ^ Чоудри, Алок; Хенгсбергер, Эккарт (1992). «Электронно-лучевая плавка и рафинирование металлов и сплавов» . Японский международный институт железа и стали . 32 (5): 673–681. дои : 10.2355/isijinternational.32.673 .
  67. ^ Луккези, Кристане; Куадрос, Алекс (апрель 2013 г.), «Минеральное богатство», Bloomberg Markets (бумага), стр. 14
  68. ^ Папп, Джон Ф. «Ниобий (Колумбий)» (PDF) . Обзор товаров USGS за 2006 год. Архивировано (PDF) из оригинала 17 декабря 2008 г. Проверено 20 ноября 2008 г.
  69. ^ Перейти обратно: а б Папп, Джон Ф. «Ниобий (Колумбий)» (PDF) . Обзор товаров USGS за 2007 год. Архивировано (PDF) из оригинала 5 августа 2017 года . Проверено 20 ноября 2008 г.
  70. ^ Папп, Джон Ф. «Ниобий (Колумбий)» (PDF) . Обзор товаров USGS за 1997 год. Архивировано (PDF) из оригинала 11 января 2019 года . Проверено 20 ноября 2008 г.
  71. ^ Ниобий (Колумбий). Архивировано 8 июля 2012 г. в Геологической службе США Wayback Machine , Сводки минерального сырья, январь 2011 г.
  72. ↑ Ниобий (коломбий). Архивировано 6 марта 2016 г. в Геологической службе США Wayback Machine , Сводки минерального сырья, январь 2016 г.
  73. ^ Хенце, М. (1911). «Исследование асцидий в крови. I. Сообщение. Соединения ванадия в кровяных тельцах» . Журнал физиологической химии Хоппе-Зейлера (на немецком языке). 72 (5–6): 494–501. дои : 10.1515/bchm2.1911.72.5-6.494 .
  74. ^ Мичибата Х, Уяма Т, Уэки Т, Канамори К (2002). «Ванадоциты, клетки, являются ключом к решению проблемы высокоселективного накопления и восстановления ванадия в асцидиях» (PDF) . Микроскопические исследования и техника . 56 (6): 421–434. дои : 10.1002/jemt.10042 . ПМИД   11921344 . S2CID   15127292 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2020 года . Проверено 26 июня 2019 г.
  75. ^ Кнайфель, Гельмут; Байер, Эрнст (1997). «Определение структуры соединения ванадия амавадина из мухомора». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 12 (6): 508. doi : 10.1002/anie.197305081 . ISSN   1521-3773 .
  76. ^ Батлер, Элисон; Картер-Франклин, Джейм Н. (2004). «Роль ванадия бромпероксидазы в биосинтезе галогенированных морских природных продуктов». Отчеты о натуральных продуктах . 21 (1): 180–8. дои : 10.1039/b302337k . ПМИД   15039842 .
  77. ^ Шварц, Клаус; Милн, Дэвид Б. (1971). «Влияние ванадия на рост у крыс». Наука . 174 (4007): 426–428. Бибкод : 1971Sci...174..426S . дои : 10.1126/science.174.4007.426 . JSTOR   1731776 . ПМИД   5112000 . S2CID   24362265 .
  78. ^ Да, Глория Ю.; Айзенберг, Дэвид М.; Капчук, Тед Дж.; Филлипс, Рассел С. (2003). «Систематический обзор трав и пищевых добавок для контроля гликемии при диабете» . Уход при диабете . 26 (4): 1277–1294. дои : 10.2337/diacare.26.4.1277 . ПМИД   12663610 .
  79. ^ Бадмаев В.; Пракаш, Суббалакшми; Маджид, Мухаммед (1999). «Ванадий: обзор его потенциальной роли в борьбе с диабетом». Журнал альтернативной и дополнительной медицины . 5 (3): 273–291. дои : 10.1089/acm.1999.5.273 . ПМИД   10381252 .
  80. ^ Аурелиано, Мануэль; Кранс, Дебби С. (2009). «Декаванадат и оксованадаты: оксометаллаты с множеством биологических активностей». Журнал неорганической биохимии . 103 (4): 536–546. дои : 10.1016/j.jinorgbio.2008.11.010 . ПМИД   19110314 .
  81. ^ Рощин А.В. (1967). «Токсикология соединений ванадия, используемых в современной промышленности». Гиг Санит. (Вода Res.) . 32 (6): 26–32. ПМИД   5605589 .
  82. ^ Перейти обратно: а б «Методические указания по охране труда для пятиокиси ванадия» . Управление по охране труда. Архивировано из оригинала 6 января 2009 года . Проверено 29 января 2009 г.
  83. ^ Сакс, Н.И. (1984). Опасные свойства промышленных материалов (6-е изд.). Компания Ван Ностранд Рейнхольд. стр. 2717–2720.
  84. ^ Перейти обратно: а б Ресс, НБ; и др. (2003). «Канцерогенность вдыхаемого пентоксида ванадия у крыс F344/N и мышей B6C3F1» . Токсикологические науки . 74 (2): 287–296. дои : 10.1093/toxsci/kfg136 . ПМИД   12773761 .
  85. ^ Верле-Книрш, Йорг М.; Керн, Катрин; Шле, Карстен; Адельхельм, Кристель; Фельдманн, Клаус и Круг, Харальд Ф. (2007). «Наночастицы оксида ванадия усиливают токсичность ванадия в клетках легких человека». Окружающая среда. наук. Технол . 41 (1): 331–336. Бибкод : 2007EnST...41..331W . дои : 10.1021/es061140x . ПМИД   17265967 .
  86. ^ Сцибиор, А.; Запоровская, Х.; Островский, Дж. (2006). «Отдельные гематологические и биохимические показатели крови крыс после субхронического введения ванадия и/или магния с питьевой водой». Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии . 51 (2): 287–295. дои : 10.1007/s00244-005-0126-4 . ПМИД   16783625 . S2CID   43805930 .
  87. ^ Гонсалес-Вильяльва, А.; и др. (2006). «Тромбоцитоз, индуцированный у мышей после подострой и субхронической ингаляции V2O5». Токсикология и промышленное здоровье . 22 (3): 113–116. дои : 10.1191/0748233706th250oa . ПМИД   16716040 . S2CID   9986509 .
  88. ^ Кобаяши, Кадзуо; Химено, Сейитиро; Сато, Масахико; Курода, Джунджи; Сибата, Нобуо; Секо, Ёсиюки; Хасэгава, Тацуя (2006). «Пятивалентный ванадий индуцирует металлотионеин в печени посредством интерлейкин-6-зависимых и -независимых механизмов». Токсикология . 228 (2–3): 162–170. дои : 10.1016/j.tox.2006.08.022 . ПМИД   16987576 .
  89. ^ Соазо, Марина; Гарсия, Грасиела Беатрис (2007). «Воздействие ванадия в период лактации вызывает поведенческие изменения и дефицит миелина в ЦНС у новорожденных крыс». Нейротоксикология и тератология . 29 (4): 503–510. дои : 10.1016/j.ntt.2007.03.001 . ПМИД   17493788 .
  90. ^ Барселу, Дональд Г.; Барселу, Дональд (1999). "Ванадий". Клиническая токсикология . 37 (2): 265–278. дои : 10.1081/CLT-100102425 . ПМИД   10382561 .
  91. ^ Даффус, Дж. Х. (2007). «Классификация канцерогенности пентоксида ванадия и неорганических соединений ванадия, исследование канцерогенности вдыхаемого пентоксида ванадия, проведенное NTP, и химия ванадия». Нормативная токсикология и фармакология . 47 (1): 110–114. дои : 10.1016/j.yrtph.2006.08.006 . ПМИД   17030368 .
  92. ^ Опрескос, Деннис М. (1991). «Краткая информация о токсичности ванадия» . Окриджская национальная лаборатория . Проверено 8 ноября 2008 г.
  93. ^ Вудьярд, Дуг (18 августа 2009 г.). Судовые дизельные двигатели и газовые турбины Pounder . Баттерворт-Хайнеманн. п. 92. ИСБН  9780080943619 .
  94. ^ Тоттен, Джордж Э.; Уэстбрук, Стивен Р.; Шах, Раджеш Дж. (1 июня 2003 г.). Справочник по топливу и смазочным материалам: технологии, свойства, характеристики и испытания . п. 152. ИСБН  9780803120969 .
  95. ^ Вилаплана, Дж.; Ромагера, К.; Гримальт, Ф.; Корнеллана, Ф. (1990). «Новые тенденции использования металлов в ювелирных изделиях». Контактный дерматит . 25 (3): 145–148. дои : 10.1111/j.1600-0536.1991.tb01819.x . ПМИД   1782765 . S2CID   30201028 .
  96. ^ Вилаплана, Дж.; Ромагера, К. (1998). «Новые разработки в области ювелирных и стоматологических материалов». Контактный дерматит . 39 (2): 55–57. дои : 10.1111/j.1600-0536.1998.tb05832.x . ПМИД   9746182 . S2CID   34271011 .
  97. ^ Перейти обратно: а б Хейли, Томас Дж.; Комесу, Н.; Раймонд, К. (1962). «Фармакология и токсикология хлорида ниобия». Токсикология и прикладная фармакология . 4 (3): 385–392. дои : 10.1016/0041-008X(62)90048-0 . ПМИД   13903824 .
  98. ^ Даунс, Уильям Л.; Скотт, Джеймс К.; Юил, Чарльз Л.; Карузо, Фрэнк С.; и др. (1965). «Токсичность солей ниобия». Журнал Американской ассоциации промышленной гигиены . 26 (4): 337–346. дои : 10.1080/00028896509342740 . ПМИД   5854670 .
  99. ^ Шредер, Генри А.; Митченер, Мэриан; Нэйсон, Алексис П. (1970). «Цирконий, ниобий, сурьма, ванадий и свинец у крыс: исследования продолжительности жизни» (PDF) . Журнал питания . 100 (1): 59–68. дои : 10.1093/jn/100.1.59 . ПМИД   5412131 . S2CID   4444415 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2020 года.
  100. ^ Берк, Джеральд Л. (1940). «Коррозия металлов в тканях и введение в тантал» . Журнал Канадской медицинской ассоциации . 43 (2): 125–128. ПМК   538079 . ПМИД   20321780 .
  101. ^ Мацуно Х; Ёкояма А; Ватари Ф; Уо М; Кавасаки Т. (2001). «Биосовместимость и остеогенез имплантатов из тугоплавких металлов, титана, гафния, ниобия, тантала и рения. Биосовместимость тантала». Биоматериалы . 22 (11): 1253–62. дои : 10.1016/S0142-9612(00)00275-1 . ПМИД   11336297 .
  102. ^ «CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям - Тантал (металлическая и оксидная пыль, как Та)» . www.cdc.gov . Проверено 24 ноября 2015 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Гринвуд, Н. (2003). «Ванадий к дубнию: от путаницы через ясность к сложности». Катализ сегодня . 78 (1–4): 5–11. дои : 10.1016/S0920-5861(02)00318-8 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Group_5_element&oldid=1229855802"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f9b688ab03df0df7399da6f8c0672217__1718752380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f9/17/f9b688ab03df0df7399da6f8c0672217.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Group 5 element - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)