Elementos del grupo 5 para niños
El grupo 5 (según la nomenclatura de IUPAC ) es un grupo de elementos químicos en la tabla periódica . El grupo 5 contiene vanadio (V), niobio (Nb), tantalio (Ta) y dubnio (Db). Este grupo se encuentra en el bloque d de la tabla periódica. El grupo en sí no ha adquirido un nombre trivial; pertenece al grupo más amplio de metales de transición.
Los tres elementos más ligeros del Grupo 5 se producen de forma natural y comparten propiedades similares; los tres son metales refractarios duros en condiciones estándar. El cuarto elemento, el dubnio, ha sido sintetizado en laboratorios, pero no se ha encontrado que ocurra en la naturaleza, siendo la vida media del isótopo más estable, el dubnio-268, de solo 29 horas, y otros isótopos aún más radiactivos. Hasta la fecha, no se han realizado experimentos en un supercolisionador para sintetizar el siguiente miembro del grupo, ya sea unpentseptium (Ups) o unpentennium (Upe). Como el unpentenio y el unpentenio son elementos tardíos del período 8 es poco probable que estos elementos se sinteticen en un futuro próximo.
Un elemento del grupo 5 es un elemento situado dentro de la tabla periódica en el grupo 5 que comprende los elementos:
Estos elementos tienen en sus niveles electrónicos más externos 5 electrones. El dubnio no se encuentra en la naturaleza y se produce en el laboratorio, por lo que al hablar de las propiedades de los elementos del grupo 5, se suele obviar este elemento.
Química
Al igual que otros grupos, los miembros de esta familia presentan patrones en su configuración de electrones, especialmente las capas externas, si bien curiosamente el niobium no sigue la tendencia:
| Z | Elemento | Número de electrones/capa |
|---|---|---|
| 23 | vanadio | 2, 8, 11, 2 |
| 41 | niobio | 2, 8, 18, 12, 1 |
| 73 | tantalio | 2, 8, 18, 32, 11, 2 |
| 105 | dubnio | 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 |
La mayor parte de la química se ha observado solo para los primeros tres miembros del grupo, la química del dubnio no está muy establecida y, por lo tanto, el resto de la sección se ocupa solo del vanadio, niobio y tantalio. Todos los elementos del grupo son metales reactivos con un alto punto de fusión (1910 °C, 2477 °C, 3017 °C). La reactividad no siempre es obvia debido a la rápida formación de una capa de óxido estable, que evita reacciones posteriores, de manera similar a las tendencias en el Grupo 3 o Grupo 4. Los metales forman diferentes óxidos: el vanadio forma óxido de vanadio (II), óxido vanadio (III), óxido de vanadio (IV) y óxido de vanadio (V), el niobio forma óxido de niobio (II) , óxido de niobio (IV) yóxido de niobio (V) , pero de los óxidos de tantalio solo se caracteriza el óxido de tantalio (V) . Los óxidos de metal (V) generalmente no son reactivos y actúan como ácidos en lugar de bases, pero los óxidos inferiores son menos estables. Sin embargo, tienen algunas propiedades inusuales para los óxidos, como una alta conductividad eléctrica.
Los tres elementos forman varios compuestos inorgánicos, generalmente en el estado de oxidación de +5. También se conocen estados de oxidación más bajos, pero son menos estables, disminuyendo su estabilidad con el aumento de la masa atómica.
Historia
El vanadio fue descubierto en 1801 por Andrés Manuel del Río, un mineralogista mexicano nacido en España, en el mineral vanadinita. Luego de que otros químicos rechazaran su descubriomiento del erythronium él retiró su aseveración.
El niobio fue descubierto por el químico inglés Charles Hatchett en 1801.
El tantalio fue descubierto en 1802 por Anders Gustav Ekeberg. Sin embargo, se pensó que era idéntico al niobio hasta 1846, cuando Heinrich Rose demostró que los dos elementos eran diferentes. El tantalio puro recién pudo ser producido en 1903.
El dubnio fue producido por primera vez en 1968 en el Joint Institute for Nuclear Research bombardenado americio-243 con neón-22 y fue producido nuevamente en el Lawrence Berkeley Laboratory en 1970. Los nombres "neilsbohrium" y "joliotium" fueron propuestos para el elemento, pero en 1997, la IUPAC decidió el nombre del elemento dubnio.
Etimologías
El vanadio debe su nombre a Vanadis (o Freyja), la diosa escandinava del amor. El niobio debe su nombre a Niobe, un personaje de la mitología griega. El tantalio debe su nombre a Tantalus, un personaje de la mitología griega. El nombre del dubnio hace referencia a Dubna, Rusia, sitio donde fue descubierto.
Ocurrencia
Hay 160 partes por millón de vanadio en la corteza terrestre, lo que lo convierte en el elemento 19 más abundante allí. El suelo contiene en promedio 100 partes por millón de vanadio, y el agua de mar contiene 1,5 partes por mil millones de vanadio. Un ser humano típico contiene 285 partes por mil millones de vanadio. Se conocen más de 60 minerales de vanadio, incluidos vanadinita, patronita y carnotita.
Hay 20 partes por millón de niobio en la corteza terrestre, lo que lo convierte en el elemento número 33 más abundante allí. El suelo contiene en promedio 24 partes por millón de niobio y el agua de mar contiene 900 partes por cuatrillones de niobio. Un ser humano típico contiene 21 partes por billón de niobio. El niobio se encuentra en los minerales columbita y pirocloro.
Hay 2 partes por millón de tantalio en la corteza terrestre, lo que lo convierte en el elemento número 51 más abundante allí. El suelo contiene en promedio de 1 a 2 partes por billón de tantalio, y el agua de mar contiene 2 partes por billón de tantalio. Un ser humano típico contiene 2,9 partes por mil millones de tantalio. El tantalio se encuentra en los minerales tantalita y pirocloro.
Usos
El uso principal del vanadio son las aleaciones, como el acero al vanadio. Las aleaciones de vanadio se utilizan en resortes, herramientas, motores a reacción, blindajes y reactores nucleares. El óxido de vanadio le da a la cerámica un color dorado y otros compuestos de vanadio se utilizan como catalizadores para producir polímeros.
Se agregan pequeñas cantidades de niobio al acero inoxidable para mejorar su calidad. Las aleaciones de niobio también se utilizan en boquillas de cohetes debido a la alta resistencia a la corrosión del niobio.
El tantalio tiene cuatro tipos principales de aplicaciones. El tantalio se agrega al material de objetos expuestos a altas temperaturas, en dispositivos electrónicos, en implantes quirúrgicos y para manipular sustancias corrosivas.
Toxicidad
No se sabe que el vanadio puro sea tóxico. Sin embargo, el pentóxido de vanadio causa irritación severa de los ojos, nariz y garganta.
Se cree que el niobio y sus compuestos son ligeramente tóxicos, pero no se sabe que haya ocurrido una intoxicación por niobio. El polvo de niobio puede irritar los ojos y la piel.
El tantalio y sus compuestos rara vez causan lesiones y, cuando lo hacen, las lesiones suelen ser erupciones cutáneas.
Para más información
Véase también
En inglés: Group 5 element Facts for Kids
