Elementos del grupo 5 para niños
El grupo 5 es una familia de elementos químicos que se encuentra en la tabla periódica. Este grupo incluye el vanadio (V), el niobio (Nb), el tántalo (Ta) y el dubnio (Db). Estos elementos forman parte de los llamados metales de transición.
Los tres primeros elementos (vanadio, niobio y tantalio) se encuentran en la naturaleza y tienen propiedades similares. Son metales duros y resistentes al calor. El dubnio, en cambio, es un elemento creado en laboratorios y no existe de forma natural. Su vida es muy corta, ya que sus isótopos son radiactivos.
Un elemento del grupo 5 es cualquier elemento que se ubica en la columna 5 de la tabla periódica. Estos elementos son:
- vanadio (número atómico 23)
- niobio (número atómico 41)
- tántalo (número atómico 73)
- dubnio (número atómico 105)
Estos elementos tienen 5 electrones en su capa más externa. Como el dubnio no se encuentra en la naturaleza, cuando se habla de las propiedades de los elementos del grupo 5, a menudo se hace referencia solo al vanadio, niobio y tantalio.
| Grupo | 5 |
| Periodo | |
| 4 | 23 V |
| 5 | 41 Nb |
| 6 | 73 Ta |
| 7 | 105 Db |
Contenido
- Características de los elementos del grupo 5
- Propiedades físicas de los elementos del grupo 5
- Historia de los descubrimientos
- ¿Dónde se encuentran los elementos del grupo 5?
- ¿Los elementos del grupo 5 están en los seres vivos?
- Usos de los elementos del grupo 5
- ¿Son tóxicos los elementos del grupo 5?
- Galería de imágenes
- Véase también
Características de los elementos del grupo 5
Los elementos del grupo 5 tienen patrones en cómo se organizan sus electrones, especialmente en las capas más externas. Es interesante que el niobio no sigue exactamente esta tendencia.
| Z | Elemento | Número de electrones/capa | Configuración electrónica |
|---|---|---|---|
| 23 | V, vanadio | 2, 8, 11, 2 | [Ar] 3d3 4s2 |
| 41 | Nb, niobio | 2, 8, 18, 12, 1 | [Kr] 4d4 5s1 |
| 73 | Ta, tantalio | 2, 8, 18, 32, 11, 2 | [Xe] 4f14 5d3 6s2 |
| 105 | Db, dubnio | 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 | [Rn] 5f14 6d3 7s2 |
La mayoría de las características químicas se han estudiado en el vanadio, niobio y tantalio. La química del dubnio no se conoce bien. Todos son metales que reaccionan con otras sustancias y tienen un punto de fusión muy alto. Por ejemplo, el vanadio se funde a 1910 °C, el niobio a 2477 °C y el tantalio a 3017 °C.
Su reactividad no siempre es visible porque forman rápidamente una capa protectora de óxido en su superficie. Estos metales pueden formar diferentes tipos de óxidos. Por ejemplo, el vanadio forma óxidos con diferentes cantidades de oxígeno. Los óxidos con más oxígeno suelen ser menos reactivos.
Estos tres elementos forman varios compuestos inorgánicos, a menudo con un estado de oxidación de +5. También pueden tener estados de oxidación más bajos, pero son menos estables.
Propiedades físicas de los elementos del grupo 5
Los elementos del grupo 5 son metales de color azul plateado, muy resistentes al calor. Si tienen impurezas de carbono, nitrógeno u oxígeno, pueden volverse más frágiles. Todos tienen una estructura cristalina cúbica a temperatura ambiente.
La siguiente tabla resume algunas propiedades físicas importantes de estos elementos. Los signos de interrogación indican valores que han sido predichos, pero no confirmados.
| Nombre | V, vanadio | Nb, niobio | Ta, tántalo | Db, dubnio |
|---|---|---|---|---|
| Punto de fusión | 2183 K (1910 °C) | 2750 K (2477 °C) | 3290 K (3017 °C) | Desconocido |
| Punto de ebullición | 3680 K (3407 °C) | 5017 K (4744 °C) | 5731 K (5458 °C) | Desconocido |
| Densidad | 6.11 g·cm−3 | 8.57 g·cm−3 | 16.69 g·cm−3 | 21.6 g·cm−3? |
| Aspecto | Metal azul gris plateado | Grisáceo metálico, azul al oxidarse | Gris azul | Desconocido |
| Radio atómico | 135 pm | 146 pm | 146 pm | 139 pm |
Historia de los descubrimientos
¿Quién descubrió los elementos del grupo 5?
El vanadio fue descubierto en 1801 por Andrés Manuel del Río, un mineralogista de México. Lo encontró en un mineral llamado vanadinita. Al principio, su descubrimiento fue dudoso, pero luego se confirmó.
El niobio fue descubierto por el químico inglés Charles Hatchett en 1801.
El tantalio fue descubierto en 1802 por Anders Gustav Ekeberg. Durante un tiempo, se pensó que era el mismo elemento que el niobio, hasta que en 1846 Heinrich Rose demostró que eran diferentes. El tantalio puro no se pudo obtener hasta 1903.
El dubnio fue creado por primera vez en 1968 en el Joint Institute for Nuclear Research (Rusia). Lo hicieron bombardeando americio-243 con neón-22. También fue producido en el Lawrence Berkeley Laboratory en 1970. En 1997, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) le dio el nombre de dubnio.
¿De dónde vienen los nombres de estos elementos?
El vanadio recibió su nombre de Vanadis, una diosa escandinava. El niobio fue nombrado en honor a Niobe, un personaje de la mitología griega. El tantalio también debe su nombre a un personaje de la mitología griega, Tantalus. El dubnio fue nombrado por la ciudad de Dubna, en Rusia, donde fue descubierto.
¿Dónde se encuentran los elementos del grupo 5?
El vanadio es el elemento número 19 más abundante en la corteza terrestre. Se encuentra en el suelo y en el agua de mar. Los seres humanos también contienen pequeñas cantidades de vanadio. Hay más de 60 minerales que contienen vanadio, como la vanadinita.
El niobio es el elemento número 33 más abundante en la corteza terrestre. También se encuentra en el suelo y en el agua de mar, aunque en cantidades muy pequeñas. Los seres humanos tienen una cantidad mínima de niobio. Se encuentra en minerales como la columbita y el pirocloro.
El tantalio es el elemento número 51 más abundante en la corteza terrestre. Se encuentra en el suelo y en el agua de mar en cantidades muy pequeñas. Los seres humanos también contienen una cantidad diminuta de tantalio. Se halla en minerales como la tantalita y el pirocloro.
El dubnio, como ya se mencionó, no se encuentra en la naturaleza. Se produce artificialmente en laboratorios.
¿Los elementos del grupo 5 están en los seres vivos?
De los elementos del grupo 5, solo el vanadio tiene un papel en la biología de los seres vivos, pero es un papel limitado. Es más importante en los océanos que en la tierra.
El vanadio es esencial para algunos animales marinos, como las ascidias y los tunicados. Sus células sanguíneas pueden tener concentraciones de vanadio más de 100 veces mayores que el agua de mar que los rodea. Algunas especies de hongos también acumulan vanadio. Además, ciertas algas marinas usan vanadio para producir compuestos especiales.
Se sabe que las ratas y los pollos necesitan vanadio en cantidades muy pequeñas para crecer bien y reproducirse. El vanadio también se ha estudiado como un suplemento dietético, especialmente para ayudar a controlar el azúcar en la sangre en personas con diabetes tipo 2.
Usos de los elementos del grupo 5
El vanadio se usa principalmente en aleaciones, como el acero al vanadio. Estas aleaciones se utilizan en resortes, herramientas, motores de aviones, blindajes y reactores nucleares. El óxido de vanadio puede dar un color dorado a la cerámica, y otros compuestos de vanadio se usan como catalizadores para fabricar polímeros.
Se añaden pequeñas cantidades de niobio al acero inoxidable para mejorar su calidad. Las aleaciones de niobio también se usan en las boquillas de los cohetes porque el niobio es muy resistente a la corrosión.
El tantalio tiene cuatro usos principales: se añade a materiales que deben soportar altas temperaturas, se usa en dispositivos electrónicos, en implantes para cirugías y para manejar sustancias que pueden corroer otros materiales.
¿Son tóxicos los elementos del grupo 5?
El vanadio puro no se considera tóxico. Sin embargo, el pentóxido de vanadio puede causar irritación en los ojos, la nariz y la garganta.
Se cree que el niobio y sus compuestos son ligeramente tóxicos, pero no se han reportado casos de intoxicación por niobio. El polvo de niobio puede irritar los ojos y la piel.
El tantalio y sus compuestos rara vez causan problemas. Si lo hacen, suelen ser erupciones en la piel.
Galería de imágenes
Véase también
En inglés: Group 5 element Facts for Kids
