ChemStudy

·

Члены этой подгруппы — ванадий, ниобий и тантал — похожи друг на друга приблизительно так же, как Сr, Mo и W.

Ванадий открыт в 1830 г., ниобий — в 1801 г., тантал — в 1802 г. Природный ванадий состоит из двух изотопов — 50V (0,2 %) и 51V (99,8 %), тогда как ниобий (93Nb) и тантал (181Ta) являются “чистыми” элементами.

Для аналога тантала — радиоактивного элемента № 105 были предложены названия “Ганий” (На) и “Нильсборий” (Ns). В 1970 г. сообщалось о синтезе его изотопа с массовым числом 260 и средней продолжительностью жизни атома около 2 с.

Ванадий довольно широко распространён в природе и составляет около 0,005% от общего числа атомов земной коры. Однако богатые месторождения его минералов встречаются редко. Помимо таких месторождений, важным источником сырья для промышленного получения ванадия являются некоторые железные руды, содержащие примеси соединений этого элемента.

При выветривании минералов земной коры, содержащих ванадий, соединения этого элемента отчасти удерживаются почвой, отчасти выносятся поверхностными водами в океан. Так, современные донные отложения Кольского залива и Каспийского моря содержат около 0,02% ванадия. Наличие его в некоторых железных рудах осадочного происхождения, нефти и каменном угле свидетельствует о большой биологической роли этого элемента для отдельных видов животных и растительных организмов минувших эпох. Некоторые современные растения и простейшие морские животные (асцидии, голотурии и др.) также избирательно извлекают ванадий из окружающей среды и накапливают его в своих организмах. Установлено, что ванадием богаты мухоморы. На организмы теплокровных животных растворимые соединения ванадия действуют как сильные яды.

Содержание ниобия (2·10-4 %) и тантала (2·10-5 %) в земной коре значительно меньше, чем ванадия. Встречаются они главным образом в виде минералов колумбита [M(NbO3)2] и танталита [М(ТаО3)2] (где М — Fe, Mn), которые обычно образуют смеси друг с другом. Важной рудой ниобия является сложный по составу минерал лопарит (содержащий около 11 % Nb2O5).

Технологическая переработка руд V, Nb и Ta довольно сложна. Для получения свободных элементов может быть использовано взаимодействие их оксидов с металлическим кальцием по схеме:

Э2О5 + 5 Са = 5 СаО + 2 Э

Реакции начинаются при нагревании исходных смесей и протекают с большим выделением тепла (для ванадия — 807 кДж/моль). Металл выделяется в виде ковких корольков.

Для промышленного получения ниобия и тантала основное значение имеет электролиз их расплавленных фторидов К2ЭF7 (содержащих растворённые оксиды Э2О5). Металлы выделяются в виде порошков, которые переводят в компактное состояние методами порошковой металлургии.

Ванадий, ниобий и тантал представляют собой не изменяющиеся на воздухе серые металлы, в чистом состоянии хорошо поддающиеся механической обработке. Их физические свойства:

	V	Nb	Ta
Плотность, г/см3	6,1	8,6	16,6
Температура плавления, °С	1890	2470	3000
Температура кипения, °С	3390	4840	5300
Относительная электропроводность (Hg=1)	4	5	6

ДОНОСО (Donoso) Хосе (р . 1924), чилийский писатель. Психологические романы "Коронация" (1957), "Непристойная птица ночи" (1970), "Сад по соседству" (1981); рассказы об одиночестве человека во враждебному ему мире.

РОСТЕРИТ , минерал, бесцветная, белая или розоватая разновидность берилла, содержащая значительное количество примесей щелочных металлов.

ЛЕГКИЙ БЕТОН , общее название бетонов с объемной массой не более 1800 кг/м3. Получают, используя пористые (легкие) заполнители, гравий или щебень без мелкого заполнителя (т. н. крупнопористый бетон) либо поризуя (вспенивая) цементное тесто (ячеистый бетон). Наиболее распространены легкий бетон на пористых заполнителях: керамзитобетоны, шлакобетоны, аглопористые бетоны, вермикулитобетоны, тефобетоны, пемзобетоны, перлитобетоны и др. Благодаря небольшой объемной массе, малой теплопроводности и достаточной прочности легкий бетон широко применяются в сборных бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях. Особо легкий бетон (объемная масса до 500 кг/м3) - хороший теплоизоляционый материал.