ما هو عنصر الفاناديوم؟

عنصر الفاناديوم

الفاناديوم (بالإنجليزية: Vanadium) هو عنصر كيميائي ينتمي إلى فئة المعادن الانتقالية، يتواجد في الدورة الرابعة والمجموعة الخامسة من الجدول الدوري، والعدد الذري له هو 23، يمتلك الرمز الكيميائي (V)، كما أنه يتواجد باللون الرمادي بشكل أساسي، ويظهر بشكل ناعم مصقول.^[١]

تم اكتشاف عنصر الفاناديوم من قبل الكيميائي السويدي نيلز غابرييل سيفستروم في عام 1830، بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقال أن اسم هذا العنصر مشتق من اسم آلهة الحب والجمال الاسكندنافية (Freyja Vanadis)، بسبب امتلاك مركبات الفاناديوم العديد من الألوان.^[١]

خصائص عنصر الفاناديوم

لعنصر الفاناديوم العديد من الخصائص الكيميائية والفيزيائية، ومن أهمها:^[٢]

• الوزن الجزيئي النسبي: 50.942 وحدة كتلة ذرية.
• الكثافة: 6.0 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
• درجة الذوبان: 1910 درجات مئوية وهي درجة الحرارة التي يتحول عندها العنصر من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
• درجة الغليان: 3407 درجات مئوية وهي درجة الحرارة التي يتحول عندها العنصر من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
• الحالة الفيزيائية: على درجة حرارة الغرفة، حوالي 25 درجة مئوية، يتواجد عنصر الفاناديوم في الحالة الصلبة، يعود ذلك لكونه من المعادن ودرجة ذوبانه العالية جداً.
• النظائر: لعنصر الفاناديوم نظيران طبيعيان:
• نظير V51: وهو النظير الأكثر انتشاراً، ويشكل نسبة 99.75% من الفاناديوم على الأرض.
• نظير V50: وهو النظير الأقل انتشاراً، ويشكل نسبة 0.25% من الفاناديوم على الأرض.
• العدد الكتلي: يختلف العدد الكتلي تبعاً لنظير الفاناديوم كما يلي:
• نظير V51: له العدد الكتلي 51، مما يعني أنه يمتلك في ذراته 23 بروتوناً وإلكتروناً، و28 نيوترون.
• نظير V50: له العدد الكتلي 50، مما يعني أنه يمتلك في ذراته 23 بروتوناً وإلكتروناً، و27 نيوترون.
• السعة الحرارية النوعية: 489 جول لكل كيلوجرام لكل كلفن، وهي كمية الحرارة التي يجب أن تنساب من وحدة الكتلة من المادة، حتى تتغير درجة حرارتها بمقدار درجة واحدة مئوية.
• نسبة الانتشار في القشرة الأرضية: لعنصر الفاناديوم نسبة انتشار ضئيلة في القشرة الأرضية، فهو ليس أكثر المعادن انتشاراً، وتبلغ حوالي (1.20×10²) مليجرام لكل كيلوجرام.^[١]

استخدامات عنصر الفاناديوم

لعنصر الفاناديوم العديد من الاستخدامات الصناعية والكيميائية، ومن أهمها:

• الفاناديوم عنصر مقاوم للتآكل، ولذلك فإنه يستخدم أحياناً لصنع الأنابيب خاصة في الصناعات الكيميائية.^[١]
• يستخدم الفاناديوم أيضاً في صنع السبائك المعدنية، حيث يتم استخدام طبقة رقيقة من الفاناديوم لربط التيتانيوم بالفولاذ.^[٣]
• يستخدم ما يقرب من 80% من الفاناديوم المنتج لصنع الفيروفاناديوم (Ferrovanadium) كمادة مضافة إلى الفولاذ، وهو سبيكة قوية ومقاومة للصدمات ومقاومة للتآكل من الحديد تحتوي على ما بين 1% و 6% من الفاناديوم، تستخدم سبائك الحديد والفاناديوم لصنع المحاور والأعمدة المرفقية والتروس للسيارات وأجزاء من المحركات النفاثة وأدوات القطع.^[١]
• الفاناديوم لا يمتص النيوترونات بسهولة، ولذلك له بعض التطبيقات في محطات الطاقة النووية،^[١] حيث إنه أحد العناصر المستخدمة في تنقية اليورانيوم الذي يستخدم في مولدات الطاقة النووية.^[٣]
• يستخدم الفاناديوم في صناعة النوع متخصصاً من المغناطيس ذي قدرات فائقة للتوصيل، والذي يستخدم في بعض الأبحاث.^[٣]