化学元素 钒

Question

老师让查 钒 的资料，谢谢大家啊！所有关于钒的资料都贴上来，越详细越好。

Answer 1

钒
钒是一种化学元素，它的化学符号是V，它的原子序数是23。钒是从英语的Vanadium音译过来的，其词根来源于古日耳曼语中日耳曼神话中美丽女神的名字Vanadis。这个名字来源于钒的许多色彩鲜艳的化合物。

钒的传说：

在很久以前，在遥远的北方住着一位美丽的女神名叫凡娜迪丝。有一天，一位远方客人来敲门，女神正悠闲地坐在圈椅上，她想：他要是再敲一下，我就去开门。然而，敲门声停止了，客人走了。女神想知道这个人是谁，怎么这样缺乏自信？她打开窗户向外望去，哦，原来是个名叫沃勒的人正走出她的院子。几天后，女神再次听到有人敲门，这次的敲门声持续而坚定，直到女神开门为止。这是个年青英俊的男子，名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相爱，并生下了儿子——钒。这个故事虽然生动，却并不十分确切。原来第一次敲门的是墨西哥化学家里奥，第二次才是德国化学家沃勒。他们虽然发现了新元素，但不能证实自己的发现，甚至误认为这种元素就是“铬”。而塞弗斯托姆，通过锲而不舍的努力，才从一种铁矿石中得到了这种新元素，并以凡娜迪丝女神之名命名为“钒”。

钒是一种稀有的，柔弱而黏稠的过渡金属。它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。它一般被用在材料工程中作为合金的成分。

　把钒掺进钢里，可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密，韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹，能够射穿40厘米厚的钢板。但是，在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
　　钒的化学性质十分稳定，在常温下不会被氧化。钒对食盐溶液及海水具有高度的耐蚀性。碱溶液及硫酸对它不起作用，氢氟酸、热的浓硫酸和硝酸以及王水能溶解钒。熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可溶解钒并形成钒酸盐。钒与硅和碳形成的硅化物和碳化物具有高的硬度及化学稳定性。
　　钝金属钒是用钙在钢制容器内还原五氧化二矾的方法制得的。得到的金属钒微粒洗涤后于真空炉中熔成块，如此获得的金属含99．99％的钒。

钒的盐类的颜色真是五光十色，有绿的、红的、黑的、黄的，绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色；三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成鲜艳的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃，也可以用来制造各种墨水。

钒在933K（660C）以上的温度中它氧化为五氧化二钒V2O5。钒的结构强度相当高。但钒很易燃、钒的化合物毒性很高、含钒的尘埃被吸入后会导致肺癌。

在氧化物中钒一般显+5价，但也有+2、+3和+4价的氧化物存在，不过它们比较容易过渡为+5价的氧化物。2价和3价的钒氧化物是碱性的，4价的氧化物是双性的，5价的氧化物是酸性的。
在大自然中钒一般以化合物存在。约65种钒的化合物在自然中出现，在矾土和石油、煤、油页岩中也含有大量钒，特别是委内瑞拉和加拿大的石油中能找到钒。光谱分析发现在太阳光和一些恒星的表面也有钒。

纯的金属钒一般是用钾在高压下将五氧化二钒还原而得到的。大多数钒是其它矿物加工时的副产品。

大约80%的钒和铁一起作为钢里的合金元素。含钒的钢很硬很坚实，但一般其钒含量少于1%。
它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。钒主要用在冶金中，和其它铁合金一样，用作催化剂和还原剂，但由于钒能增加钢的耐磨性和延展性，使得它在优钢、特种钢，棒材、板材和型材中备受青睐。

如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增 ，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒，难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门，到处可见到钒的踪迹。此外，钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。看来，凡娜迪丝的“儿子”在人间正大受宠爱。

美国汽车工业巨头福特曾这样说过：“如果没有钒，便没有我的汽车。”

1905年，福特出席了一次大型汽车赛，赛场上出了事故，两辆汽车相撞，损坏得很厉害。福特对肇事车作了仔细观察，并拣到了其中一辆法国汽车阀杆的碎片。福特注意到这种阀杆比常规的尺寸要小一些，决定带回去检验一下。

分析结果表明，这种钢材强度特别大，而且十分坚硬。与众不同的是，它的成分中含有钒。福特大受启发，决定将钒钢用到他的汽车工业中。在克服了重重困难后，福特汽车即以轻巧、坚固、价廉而击败了老对手法国汽车。

含钒的合金有：
运用在医疗器械中的特别的不锈钢
运用在工具中的不锈钢
与铝一起作为钛合金物运用在高速飞机的涡轮喷气发动机中
含钒的钢经常被用在轴、齿轮等关键的机械部分中
钒吸收裂变中子的半径很小，因此被用在核工业中
在炼钢过程中钒被用来导致碳化物的形成
在给钢涂钛的时候钒往往被作为中介层
钒与镓的合金可以用来制作超导电磁铁，其磁强度可达175,000高斯
在制造缩苹果酸酐和硫酸的过程中钒被用来做催化剂
五氧化二钒（V2O5）被用来制做特殊的陶瓷作为催化剂

我国是钒资源比较丰富的国家，钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德，大多数是以石煤的形式存在。

钒的应用范围
应用领域 占总量比例（%） 主要用途 使用产品
碳素钢 25 钢筋 FeV
HSLA钢 25 建筑，石油管道 FeV
高合金钢 20 铸件，石油管配件 FeV
工具钢 15 高速工具钢，耐磨件 FeV(80%V)
钛合金 10 喷气式发动机零件，飞行器机体 V-Al基合金
化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐生产 V2O5和其它钒化合物

Answer 2

   钒

元素符号： V，银白色金属，在元素周期表中属VB族，原子序数23，原子量50.9414

体心立方晶体，钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。有延展性，质坚硬，无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

电子层分布：2-8-11-2

核电荷数：23

电子层：K-L-M-N

常见化合价为+5、+4、+3、+2。

钒共有31种同位素，其中天然存在的是钒50和钒51，其他的全部通过人工合成。

化学性质

高温下，金属钒很容易与氧和氮作用。当金属钒在空气中加热时，钒氧化成棕黑色的三氧化二钒、深蓝色的四氧化二钒，并最终成为桔黄色的五氧化二钒

制备方法

纯的金属钒一般是用钾在高压下将五氧化二钒还原而得到的。大多数钒是其它矿物加工时的副产品。工业上也可以以铝，焦炭还原五氧化二钒生产纯钒。

钒的用途

钒大多应用于钢铁，通过细化钢的组织和晶粒，提高晶粒粗化温度，从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。

钒在钛合金中的优异改良作用，应用到航空航天领域，使得航空航天工业取得了突破性的进展。

钒在非钢铁领域的应用越来越广泛，其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。

Answer 3

钒约80%用以配制合金钢；50%左右的合金钢中都掺有钒。在钢中能起脱氮作用，而且还能改善钢的性能。含钒的钛合金性能好，应用广泛。钒铌合金可用于未来的火箭、导弹中反应堆的结构材料。钒可以控制铜基合金中的气体含量和改善其组织。在内燃机活塞的铝基合金中加入少量钒钒可可提高抗拉强度和降低热膨胀系数。钒镓金属间化合物是良好的超导材料。五氧化二钒广泛用来制作吸紫外线的的玻璃以及玻璃和陶瓷的着色剂等。