Gli elementi presenti nel gruppo 5 della tavola periodica (redatta secondo le norme IUPAC), sono:
vanadio (23)
niobio (41)
tantalio (73)
dubnio (105)
Questi elementi sono classificati nel gruppo 5 perché hanno tutti 5 elettroni nel guscio degli orbitali esterni. Il dubnio non esiste in natura.
Vanadio
Il vanadio è l'elemento chimico di numero atomico 23. Il suo simbolo è V. È un elemento raro, tenero e duttile, che si trova sotto forma di composto in certi minerali. Si usa soprattutto in metallurgia, per la produzione di leghe.
Caratteristiche: V è presente con abbondanza del 0,0136% (136ppm) cioè è il 5° elemento per abbondanza tra gli elementi di transizione dopo Fe,Ti,Mn e Zr
Il vanadio è un metallo bianco lucente, morbido e duttile. Ha una buona resistenza alla corrosione da parte degli alcali, dell'acido solforico e dell'acido cloridrico. Esposto all'aria si ossida rapidamente a temperature superiori a 933 K (660 °C).
Il vanadio ha una buona consistenza ed una piccola sezione d'urto con i neutroni provenienti dalla fissione nucleare, ciò lo rende adatto per l'impiego in applicazioni legate alla produzione di energia nucleare.
Chimicamente manifesta un comportamento intermedio tra metallo e non-metallo, sia acido che basico.
Gli stati di ossidazione più frequentemente assunti dal vanadio nei suoi composti sono +2, +3, +4 e +5. In un esperimento di laboratorio è possibile osservare colorimetricamente il passaggio del vanadio attraverso questi stati di ossidazione durante la riduzione del vanadato di ammonio NH4VO3 con zinco metallico.
In rari casi il vanadio può assumere anche numero di ossidazione +1.
Niobio
Il niobio, noto in passato anche col nome di columbio perché scoperto insieme al tantalio nel minerale columbite, è l'elemento chimico di numero atomico 41. Il suo simbolo è Nb. È un metallo di transizione raro, tenero, duttile, di colore grigio. Si estrae dalla niobite e viene principalmente impiegato nella produzione di leghe metalliche speciali ed in saldature ad elevata resistenza.
Caratteristiche: il niobio è un metallo duttile grigio lucente che assume una sfumatura bluastra quando rimane esposto all'aria a temperatura ambiente per tempi prolungati. La proprietà chimiche del niobio sono sostanzialmente simili a quelle del tantalio, che appartiene al suo stesso gruppo della tavola periodica degli elementi, questa somiglianza nella reattività di Nb e Ta è dovuta al fatto che le loro dimensioni sono per lo più identiche, cosa strana che è possibile spiegare con la contrazione lantanidica.
Anche a temperature non elevate, viene lavorato in atmosfera inerte, dato che già a 200 °C tende a subire ossidazione.
I suoi stati di ossidazione più comuni sono +2, +3 e +5.
Tantalio
Il tantalio è l'elemento chimico di numero atomico 73. Il suo simbolo è Ta.
È un metallo di transizione duro e duttile, lucido, di colore blu-grigio, molto resistente alla corrosione, soprattutto all'attacco degli acidi, ed è un buon conduttore di calore ed elettricità. È piuttosto raro in natura e si trova nel minerale tantalite. Il tantalio si usa in strumenti chirurgici e negli impianti di protesi intracorporee, perché non reagisce con i fluidi del corpo.
Caratteristiche: come già detto, il tantalio è molto resistente alla corrosione: in pratica, per temperature al di sotto dei 150 °C, lo si può considerare del tutto immune agli attacchi chimici, perfino a sostanze estremamente aggressive come l'acqua regia, e può essere intaccato soltanto dall'acido fluoridrico, da soluzioni acide contenenti lo ione fluoruro e da triossido di zolfo libero. Il tantalio ha un punto di fusione molto alto, superato soltanto dal tungsteno e dal renio (punto di fusione 3290 K, punto di ebollizione 5731 K). Il tantalio ha la più alta capacità elettrica specifica di qualunque altra sostanza.
Dubnio
Il dubnio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo Db e come numero atomico 105.
È un elemento sintetico, altamente radioattivo, il cui isotopo più stabile ha una emivita inferiore ai 40 secondi. Questo elemento quindi, non ha applicazioni pratiche e le sue proprietà sono poco conosciute.
giovedì 21 maggio 2009
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