化学品
基本信息
电子层分布：2-8-11-2
核电荷数：23
电子层：K-L-M-N
外围电子层排布：3d3 4s2
晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。
氧化态：
Main V+3,V+4,V+5
钒
Other V-3,V-1,V0,V+1,V+2
晶胞参数：
a = 303 pm
b = 303 pm
c = 303 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
莫氏硬度：7
电离能(kJ /mol)
M - M+ 650
M+ - M2+ 1414
M2+ - M3+ 2828
M3+ - M4+ 4507
M4+ - M5+ 6294
M5+ - M6+ 12362
M6+ - M7+ 14489
M7+ - M8+ 16760
M8+ - M9+ 19860
M9+ - M10+ 22240
声音在其中的传播速率：（m/S）
4560
发现人：塞夫斯唐姆（Nlis Gabriel Sepstron) 发现年代：1830年
简介
元素钒是墨西哥矿物学家节烈里瓦于1801年在含有钒的铅试样中首先发现的。由于这种新元素的盐溶液在加热时呈现鲜艳的红色，所以被取名为“爱丽特罗尼”，即“红色”的意思。但是当时有人认为这是被污染的元素铬，所以没有被人们公认。后来到了1830年写佛寺特勒木在由瑞典铁矿石提炼出的铁中发现了它，并肯定这是一种新元素称之为钒。
性质
钒
钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃，属于高熔点稀有金属之列。它的沸点3000--3400℃，钒的密度为6.11克每立方厘米
纯钒具有展性，但是若含有少量的杂质，尤其是氮，氧，氢等，也能显著的降低其可塑性。
来源
硫钒矿（秘鲁）、钒铅锌铜矿（南部非洲）、钒钛磁铁矿（中国、俄罗斯、南非）、钒铀矿（美国、西澳大利亚、乌兹别克）、燃油发电油灰（中东、委内瑞拉）
氧化物
钒能分别以二、三、四、五价于氧结合，形成四种氧化物，一氧化钒（vo）三氧化二钒(v2o3)，二氧化钒，五氧化二钒
| 氧化物 | 颜色 | 密度 | 熔点 | 生成热
千卡每克分子 |
| vo | 灰色 | 5.23-5.76 |
| 106 |
| v2o3 | 黑色 | 4.85 | 2000 | 300 |
| vo2 | 深蓝色 | 4.26. | 1967 | 171 |
| v2o5 | 红黄 | 3.32 | 675 | 373 |
常用钒盐
五价盐：偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、正钒酸钠、焦钒酸钠。四价盐：硫酸氧钒、草酸氧钒。
四氯化钒等卤化钒类。
三氯氧钒等卤氧化钒类。
用途
[1]钒具有众多优异的物理性能和化学性能，因而钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。最初的钒大多应用于钢铁，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。后来，人们逐渐又发现了钒在钛合金中的优异改良作用，并应用到航空航天领域，从而使得航空航天工业取得了突破性的进展。随着科学技术水平的飞跃发展，人类对新材料的要求日益提高。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。
词语解释
钒 拼音：fán 繁体字：钒
钒
部首：钅，部外笔画：3,总笔画：8 ; 繁体部首：金部外笔画：3,总笔画：11
五笔86:QMYY 五笔98:QWYY 仓颉：XCHNI
笔顺编号：31115354 四角号码：87710 UniCode:CJK 统一汉字 U+9492
基本字义
● 钒
（钒）
fánㄈㄢ?
◎ 一种金属元素，银白色。
汉英互译
◎ 钒
vanadium
English
◎ vanadium
钒
简史
1830年瑞典化学家塞夫斯特伦（ Sefstrom N G，1787-1845。)在研究斯马兰矿区的铁矿时，用酸溶解铁，在残渣中发现了钒。因为钒的化合物的颜色五颜六色，十分漂亮，所以就用古希腊神话中一位叫凡娜迪丝“Vanadis”的美丽女神的名字给这种新元素起名叫“Vanadium”。中文按其译音定名为钒。塞夫斯特伦、维勒、贝采里乌斯等人都曾研究过钒，确认钒的存在，但他们始终没有分离出单质钒。在塞夫斯特伦发现钒后三十多年，1869年英国化学家罗斯科（Roscoe H E，1833-1915)用氢气还原二氧化钒，才第一次制得了纯净的金属钒。
钒
元素描述：
高熔点金属之一，呈浅灰色。密度5.96克/厘米3。熔点1890±10℃，沸点3380℃，化合价+2、+3、+4和+5。其中以5价态为最稳定，其次是4价态。电离能为6.74电子伏特。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。
元素来源：
矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿、石煤矿等。中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(Vanadis)之名命名为“钒”。
元素用途：
钒
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。
主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。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。
中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。
应用范围
应用领域 占总量比例（%） 主要用途 使用产品
钒
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 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
元素辅助资料：
钒的性质和钽以及铌相似，在它被发现后英国化学家罗斯科研究了它的性质，确定它与钽和铌相似，这为它们三个在元素周期表中共建一个分族建立了基础。
才能出众的金属――钒
钒的踪迹遍布全世界。在地壳中，钒的含量并不少，平均在两万个原子中，就有一个钒原子，比铜、锡、锌、镍的含量都多，但钒的分布太分散了，几乎没有含量较多的矿床。
在海水中，在海胆等诲洋生物体内，在磁铁矿中，在多种沥青矿物和煤灰中，在落到地球的陨石和太阳的光谱线中，人们都发现了钒的踪影。
钒
可以说，几乎所有的地方都有钒，可是世界到处钒的含量都不多。
表面看来，钒跟铁没什么两样，同样穿着银灰色的衣眼，但钒比铁要坚硬得多，而且在常温下，钒十分“冷静”，它不会被氧化，即使把它加热到摄氏三百度，它依旧如故，仍然是亮堂堂的。它也不怕水、各种稀酸和碱液的腐蚀。在各种金属中，它可真特别。
趣事
说起钒的发现，还有一段故事呢。
在1830年时，著名的德国化学家伍勒在分析墨西哥出产的一种铅矿的时候，断定这种铅矿中有一种当时人们还未发现的新元素。但是，在一些因素的干扰下，他没能继续研究下去。
钒
此后不久，瑞典化学家塞夫斯朗姆发现了这一新元素――钒。
伍勒白白地失去了发现新元素的大好机会，感到很失望。于是他把事情的经过写信告诉了自己的老师，著名的瑞典化学家贝采里乌斯，贝采里乌斯给他回了一封非常巧妙的信。
信上说：“在北方极远的地方，住着一位名叫“钒”的女神。一天她正坐在桌子旁边时，门外来了一个人，这个人敲了一下门。但女神没有马上去开门，想让那个人再敲一下。没想到那个敲门的人一看屋里没动静，转身就回去了。看来这个人对他是否被请进去，显得满不在乎。女神感到很奇怪，就走到窗口，看看到底谁是敲门人。她自言自语道：原来是伍勒这个家伙！他空跑一趟是应该的，如果他不那么不礼，他就会被请进来了。
过后不久，又有一个敲门的人来了。由于这个人很热心地、激烈地敲了很久，女神只好把门打开了。这个人就是塞夫斯朗姆，他终于把‘钒’发现了”。
五光十色的钒盐
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。
比如说吧，化合价是二的钒盐一般都是紫色的，三价钒盐是绿色的，四价钒盐是浅蓝色的，而五氧化二钒常是红色的。
我们的世界，需要各种各样的颜色来装扮。这些色彩缤纷的钒的化合物，可以用来制造各种各样的颜料，用它们就能把我们的生活打扮得更美丽。
如果把钒盐加入玻璃中，就能生产出非常好看的彩色玻璃。把钒盐加入墨水中，就能制造出各种彩色墨水。
钒的化合物不但有丰富的色彩，还有极强的毒性。如果人体内的钒盐过多，就会得病。但让人意外的是，如果在牛和猪的饲料中加入微量的钒盐，却能使它们的食量增加，脂肪层加厚。
这真是咄咄怪事。
颜色奇异的血液
每个人都知道，人体内的血液是红色的。不仅人体如此，绝大多数的高等动物的血液都是鲜红色的。
在自然界中还有许多低等动物，它们的血液是蓝色的。而在高等动物与低等动物之间还有一些动物的血液是绿色的。
真奇怪！血液怎么会有这么不同的颜色呢？
原来，高等动物的血液中含有铁离子，铁离呈规出的是红色，所以高等动物的血液就是红色的。低等动物的血液中含的是铜离子，铜离子的溶液是蓝色的，比如硫酸铜溶液是天蓝色的，因而低等动物的血液是蓝色的。居于它们之间的那些动物的血液中含有三价钒离子，细心的小朋友会记得三价钒离子显绿色，所以这些动物的血液就是绿色的。
钒（vanadium V）是地球上广泛分布的微量元素，其含量约占地壳构成的0.02%，获取相对容易。钒是人体必需的微量元素在人体内含量大约为25mg，在体液pH4~8条件下 钒的主要形式为VO-3，即亚钒酸离子（metavandate）；另一为+5价氧化形式VO4 - 3即正钒酸离子（orthovanadate）。由于生物效应相似，一般钒酸盐（Va）统指这两种+5价氧化离子。VO3 经离子转运系统或自由进 -入细胞，在胞内被还原型谷胱甘肽还原成VO2+（+4价氧化态），即氧钒根离子（vanadyl）。由于磷酸和Mg2+离子在细胞内广泛存在VO3 与磷酸结构相似，VO2+与Mg2+大小相当（离子半径分别为016 -埃和0165埃），因而二者就有可能通过与磷酸和Mg2+竞争结合配体干扰细胞的生化反应过程。例如，抑制ATP磷酸水解酶、核糖核酶磷酸果糖激酶、磷酸甘油醛激酶、6-磷酸葡萄糖酶、磷酸酪氨酸蛋白激酶[11]。所以，钒进入细胞后具有广泛的生物学效应。钒化合物又具有合成相对容易、价格较低廉的优势，因此研究钒化合物的降压机制有利于对钒的开发和利用。
国内外对钒化合物的研究已有 20 多年的历史，早期多集中在钒化合物降糖作用的研究[12~16]，也有报道钒能舒张猪的离体冠状动脉[17]。近期国外有些研究开始用钒化合物治疗原发性高血压大鼠，已经取到肯定的实验结果[18，19]。有报道认为 BMOV 可以降低 SHR 的高胰岛素血症和高血压[20]。另有学者采用 SHR 和WKY 大鼠对比探讨钒化合物对血压的药物疗效，结果可见钒化合物使收缩压降低（149±3/mmHg，非治疗组 184±3mmHgP<0.0001）。
钒与健康
钒的简介
钒是正常生长可能必需的矿物质，钒有多种价态，有生物学意义的是四价和五价态。四价态钒为氧钒基阳离子，易与蛋白质结合结合形成复合物，而防止被氧化。五价态钒为氧钒基阳离子，易与其他生物物质结合形成复合物，在许多生化过程中，钒酸根能与磷酸根竞争，或取代磷酸根。钒酸盐以被维生素C、谷胱甘肽或NADH还原。其在人体健康方面的作用，营养学界，医学界至今仍不是很清楚，仍处在进一步发掘的过程中，但可以确定，钒有重要作用。一般认为，它可能有助于防止胆固醇蓄积、降低过高的血糖、防止龋齿、帮助制造红血球等。每天会经尿液流失部分钒。
食物来源
谷类制品、肉类、鸡、鸭、鱼、小黄瓜，贝壳类、蘑菇、欧芹、莳萝籽黑椒等。
代谢吸收
人类摄入的钒只有少部分被吸收，估计吸收的钒不足摄入量的5%，大部分由粪便排出。摄入的钒于小肠与低分子量物质形成复合物，然后在血中与血浆运铁蛋白结合，血中钒很快就运到各组织，通常大多组织每克湿重含钒量低于10ng。吸收入体内的80%-90%由尿排出，也可以通过胆汁排出，每克胆汁含钒为0.55-1.85ng。
生理功能
有实验显示，钒调节（Nak）-ATP酶、调节磷酰转移酶、腺苷酸环化酶、蛋白激酶类的辅因子，与体内激素，蛋白质，脂类代谢关系密切。可抑制年幼大鼠肝脏合成胆固醇。可能存在以下作用：
1．防止因过热而疲劳和中暑。
2．促进骨骼及牙齿生长。
3．协助脂肪代谢的正常化。
4．预防心脏病突发。
5．协助神经和肌肉的正常运作。
需要人群
尚无研究。
生理需要
尚无具体数据，人的膳食中每天可提供不足30μg的钒，多为15μg，因此考虑每天从膳食中摄取10μg钒就可以满足需要。一般不需要特别补充；需要提醒的是，摄取合成的钒容易引起中毒；另外吸烟会降低钒的吸收。
过量表现
钒在体内不易蓄积，因而由食物摄入引起的中毒十分罕见，但每天摄入10mg以上或每克食物中含钒10 -20微克，可发生中毒。通常可出现生长缓慢、腹泻、摄入量减少和死亡。
钒缺乏症
最被认可的钒缺乏表现来自于1987年报道的对山羊和大鼠的研究，钒缺乏的山羊表现出流产率增加和产奶量降低。大鼠实验中，钒缺乏引起生长抑制，甲状腺重量与体重的比率增加以及血浆甲状腺激素浓度的变化。对于人体缺乏症研究尚不明确，有的研究认为它的缺乏可能会导致心血管及肾脏疾病、伤口再生修复能力减退和新生儿死亡。
钒资源分布
世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿。除钒钛磁铁矿外、钒资源还部分赋存于磷块岩矿，含铀砂岩，粉砂岩，铝土矿，含碳质的原油、煤、油页岩及沥青砂中。
世界钒钛磁铁矿的储量很大，并且集中在少数几个国家和地区，包括：独联体、美国、中国、南非、挪威、瑞典、芬兰、加拿大、澳大利亚，并且集中分布在南非洲、北美洲等地区。根据1988年美国矿业局统计资料表明，世界钒储量基础为1.6亿吨（以钒计）。按目前的开采量计算，世界现探明的钒资源可供开采150年。从储量基础看，南非占46%，独联体占23.6%，美国占13.1%，中国占11.6%，其它国家的总和不足6%。
在南非，钒通常在钒磁铁矿的矿层中产生。这些矿层的平均品位为1.5%。据估计，南非钒储量约为1250万吨，世界第一。
中国钒储量为2055万吨(以V2O5计),主要赋存钒钛磁铁矿中，且集中分布在四川的攀枝花市、河北承德市。攀枝花钒储量为1295万吨，占全国钒储量的63%。
最新数据：承德市2009年探明钒钛磁铁矿80亿吨
人体需要
钒在人体内含量极低，体内总量不足1mg。主要分布于内脏，尤其是肝、肾、甲状腺等部位，骨组织中含量也较高。人体对钒的正常需要量为100μg/d。
钒在胃肠吸收率仅5%，其吸收部位主要在上消化道。此外环境中的钒可经皮肤和肺吸收入体中。血液中约95%的钒以离子状态(VO2+)与转铁蛋白结合而送输，因此钒与铁在体内可相互影响。
钒对骨和牙齿正常发育及钙化有关，能增强牙对龋牙的抵抗力。钒还可以促进糖代谢，刺激钒酸盐依赖性NADPH氧化反应，增强脂蛋白脂酶活性，加快腺苷酸环化酶活化和氨基酸转化及促进红细胞生长等作用。因此钒缺乏时可出现牙齿、骨和软骨发育受阻。肝内磷脂含量少、营养不良性水肿及甲状腺代谢异常等。
钒电池
应用优点
一、电堆作为发生反应的场所与存放电解液的储罐分开，从根本上克服了传统电池的自放电现象。功率只取决于电堆大小，容量只取决于电解液储量和浓度，设计非常灵活；当功率一定时，要增加储能容量，只需要增大电解液储罐容积或提高电解液体积或浓度即可，而不需改变电堆大小；可通过更换或添加充电状态的电解液实现“瞬间充电”的目的。可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站，适应性很强。 二、充、放电性能好，可以进行大功率的充电和放电，也可以允许浮充和深度放电。对铅酸蓄电池来说，放电电流越大，电池的寿命越短；放电深度越深，电池的寿命也越短。而钒电池放电深度即使达到100%，也不会对电池造成影响。而且钒电池不易发生短路，这就避免了因短路而引起的爆炸等安全问题。 三、可充放电次数极大，理论上寿命是无数次。充放电时间比为1：1，而铅酸电池是4：1。而且钒电池充、放切换响应速度快，小于20毫秒，非常有利于均衡供电。 四、能量效率高，直流对直流能量效率可以达到80%以上，而铅酸电池只有60%左右。钒电池组中的各个单位电池状态基本一致，维护简单方便。 五、选址自由度大，占地少，系统可全自动封闭运行，不会产生酸雾，没有酸腐蚀。电解液可反复利用，无排放，维护简单，操作成本低。是一种绿色环保储能技术。因此对于可再生能源发电，钒电池是铅酸电池理想的替代品。
钒电池优点
与其它化学电源相比，钒电池具有明显的优越性，主要优点如下： 1．功率大：通过增加单片电池的数量和电极面积，即可增加钒电池的功率，目前美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。 2．容量大：通过任意增加电解液的体积，即可任意增加钒电池的电量，可达吉瓦时以上；通过提高电解液的浓度，即可成倍增加钒电池的电量。 3．效率高：由于钒电池的电极催化活性高，且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中，避免了正、负极活性物质的自放电消耗，钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上，远高于铅酸电池的45%。 4．寿命长：由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中，充放电时无其它电池常有的物相变化，可深度放电而不损伤电池，电池使用寿命长。目前加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模块已正常运行超过9年，充放循环寿命超过18000次，远远高于固定型铅酸电池的1000次。 5．响应速度快：钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动，在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒，响应速度1毫秒。 6．可瞬间充电：通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。 7．安全性高：钒电池无潜在的爆炸或着火危险，即使将正、负极电解液混合也无危险，只是电解液温度略有升高。 8．成本低：除离子膜外，钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑料，材料来源丰富，易回收，不需要贵金属作电极催化剂，成本低。 9．钒电池选址自由度大，可全自动封闭运行，无污染，维护简单，运营成本低。
钒的新应用
钒电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一（它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质），它具有特殊的电池结构，可深度大电流密度放电；充电迅速；比能量高；价格低廉；应用领域十分广阔：如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源；可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置；为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。
钒电池优势
钒电池成本与铅酸电池相近，它还可制备兆瓦级电池组，大功率长时间提供电能，因此钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟的性价比优势。钒电池生产工艺简单，价格经济，电性能优异，与制造复杂、价格昂贵的燃料电池相比，无论是在大规模储能还是电动汽车动力电源的应用前景方面，都更具竞争实力。
