螯龍蝦屬
[拼音]：fan
[英文]：vanadium
一種化學元素，化學符號 V，原子序數23，原子量50.9415，屬週期系VB族。
發現
1801年，西班牙礦物學家A.M.del里奧在釩鉛礦中發現一種新元素，命名為erythronium。當時，里奧無法區別釩和鉻，經幾年的試驗，他宣稱他所研究的礦石只是鹼式鉻酸鉛。1830年，瑞典化學家N.G.塞夫斯特穆在冶煉泰貝格的鐵礦時，發現在鍛鐵、爐渣和礦石中都含有一種新的元素，並以斯堪的納維亞女神Vanadis之名將其命名為vanadium。以表示釩的化合物在溶液中所呈現的美麗顏色。同年，德意志F.維勒重新研究了里奧所用的釩鉛礦，發現erythronium就是釩。1927年，美國化學家J.W.馬登和M.N.裡奇在900～950℃時加熱五氧化二釩、金屬鈣和氯化鈣的混合物，製得純度為99.7％的金屬釩。
存在
釩在地殼中的含量在0.02％～0.03％之間，佔第22位。釩廣泛分佈於許多種礦藏中，已知的含釩礦超過65種，最重要的釩礦有：綠硫釩礦VS2或V2S5、釩雲母 K2(Mg，Fe)(Al，V)4Si12O32·4H2O、釩鉛礦PbCl2·3Pb3(VO4)2和釩鉀鈾礦K2O·2U2O3·V2O5·3H2O。釩還常存在於鐵礦、鋁礦、煤和石油中，在太陽、恆星和隕石中已發現釩，在一些釩起著重要作用的動植物體內也能找到釩。自然界存在兩種釩的穩定同位素：釩50、釩51，其中釩51的含量為99.76％。
物理性質
金屬釩有淡灰色光澤，不易變暗，有韌性；熔點1890±10℃，沸點3380℃，密度5.96克/釐米3。金屬釩為體心立方晶格；在氫氣中加熱會變脆，在真空中加熱能恢復韌性。釩能與鋁、鈷、銅、鐵、錳、鉬、鎳、鈀、錫、矽等元素形成合金。
化學性質
釩的電子構型為(Ar)3d34s2，氧化態有+2、+3、+4、+5、0、±1。常溫下，金屬釩對鹽水、空氣、稀硫酸、鹽酸和鹼溶液都有較好的抗蝕性。釩容易溶於濃硫酸、濃硝酸和氫氟酸。釩與鹼熔融可生成釩酸鹽和氫氣。
高溫下，釩能與多數非金屬直接化合。例如，釩與氧、氮、碳、硫等單質共熱，能生成氧化物VO、V2O3、VO2、V2O5；氮化物VN；碳化物VC、V4C3和硫化物VS2、V2S5。
釩的水溶液化學比較複雜。氫氧化釩在水溶液中的酸鹼性隨氧化態的不同而異。通常，+2、+3價釩的氫氧化物呈鹼性；+4、+5價釩的氫氧化物呈兩性，其中＋4價釩的鹼性強於酸性，而＋5價釩的酸性強於鹼性。+5價釩在不同酸度的水溶液中形成各種不同組成的釩酸鹽。在酸性溶液中，五價釩易被碘離子、亞鐵鹽、二氧化硫和汞等中等程度的還原劑還原為四價釩VO2+;鐵、鎂、亞錫等強還原劑可進一步將 VO2+還原為三價釩V3+；而鋅、鈣等可把V3+還原為二價釩V2+。釩還能與氫形成組成為VH0.94的非整比氫化物。
製法
釩礦的處理方法有以下三種：
（1）酸法，用硫酸或鹽酸處理礦石，使釩變成可溶性的(VO2)2SO4或VO2Cl。
（2）鹼法，用苛性鹼或碳酸鈉與礦石一起熔融，使釩變成水溶性的釩酸鹽NaVO3或Na3VO4。當礦石中含鈣時，必須用碳酸鈉處理，使鈣形成溶解度很小的碳酸鈣，避免生成難溶的釩酸鈣Ca(VO3)2。
（3）氯化物焙燒法，用食鹽與礦石一起在空氣中焙燒，使五氧化二釩變為可溶於水的NaVO3。
用碳、矽、鋁等元素還原五氧化二釩可以製取金屬釩。用鋁熱法生產的金屬釩，純度可達98％。此外，也常用矽鐵做還原劑生產金屬釩，同時加生石灰使二氧化矽變為矽酸鹽：2V2O5+5Si─→4V+5SiO2SiO2+CaO─→CaSiO3
金屬釩非常容易與氧、碳、氫、氮等元素化合，也容易與某些產物形成固溶體，使純金屬釩的製備十分困難。常用的純金屬冶煉方法有氯化物還原、氧化物還原和碘化物熱分解三種：
（1）在惰性氣氛中用金屬鈉、鎂、氫化鈉或氫氣還原四氯化釩VCl4，可製得較純的金屬。在680～700℃時用氫在氬氣氛中還原四氯化釩，可得純度為99.95％的金屬釩。用這種方法時，必須將VCl4中的少量VOCl3除去，因為氧原子會嵌入金屬晶格中而影響延展性。
（2）用稀土金屬（見稀土元素）混合物或鈣還原釩的氧化物(V2O3或V2O5)，也可製取較純的金屬釩。
（3）加熱分解釩的碘化物VI，可製取最純的釩。此外，通過電解精煉也能製取高純度的金屬釩。用作合金材料的釩鐵常用鋁熱法還原釩酸亞鐵來製取。
應用
金屬釩主要用於製造合金鋼。釩不僅是一種合金成分，也是一種除氧劑。鋼中加釩可以使釩部分溶入鐵素體而提高強度和耐久性。釩鋼中釩的一般含量為0.15％～0.25％，廣泛用作結構鋼、彈簧鋼、工具鋼、裝甲鋼和鋼軌。釩還能改善鑄鐵效能，使成為耐磨鑄鐵。
五氧化二釩和釩酸鹽在化學工業中廣泛用作催化劑；還可用於製造彩色玻璃和陶瓷，以及油漆和墨水的催幹劑。