Извор странице 5. група хемијских елемената

{{infobox periodic table group/header
| title       = Група&nbsp;5 {{nowrap|периодног система}}
| group number= 5
| trivial name=
| by element  = ванадијумска група
| CAS         = -{VB}-
| old IUPAC   = -{VA}-
| mark        = -{V,Nb,Ta,Db}-
| left        = [[Group 4 element|група 4]]
| right       = [[Group 6 element|група 6]]
}}
|-
! colspan=2 style="text-align:left;" | ↓&nbsp;<small>[[Period (periodic table)|Периода]]</small>
|-
| [[Period 4 element|4]]
| {{element cell image|23|Ванадијум|V| |Solid|Прелазни метал|Primordial|image=Vanadium_crystal_bar_and_1cm3_cube.jpg|image caption=Vanadium etched}}
|-
! [[Period 5 element|5]]
| {{element cell image|41|Ниобијум|Nb| |Solid|Прелазни метал|Primordial|image=Niobium crystals and 1cm3 cube.jpg|image caption=Niobium crystals}}
|-
! [[Period 6 element|6]]
| {{element cell image|73|Тантал|Ta| |Solid|Прелазни метал|Primordial|image=Tantalum single crystal and 1cm3 cube.jpg|image caption=Tantalum, a single crystal}}
|-
! [[Period 7 element|7]]
| {{element cell image|105|Дубнијум|Db| |Unknown phase|Прелазни метал|Synthetic}}
|-
| colspan="2"|
----
''Легенда''
{| style="text-align:center; border:0; margin:1em auto;"
|-
| style="border:{{element color|Primordial}}; background:{{Element color|table mark}}; padding:0 2px;" | [[primordial element|примордијални елемент]]
|-
| style="border:{{element color|Synthetic}}; background:{{Element color|table mark}}; padding:0 2px;" | [[synthetic element|синтетички елемент]]
|-
| Боја атомског броја:
|-
| <span style="color:{{element color|Solid}};">црно=чврст</span>
|}
|}

<div style="float:right;margin-left:10px;margin-bottom:20px;text-align:center">
<table>
<tr align="center">
<td>[[Група периодног система елемената|'''Група''']]</td>
<td>'''5'''</td></tr>
<tr align="center">
<td>[[Периода периодног система елемената|'''Периода''']]</td></tr>
<tr align="center">
<td>[[4. периода хемијских елемената|'''4''']]</td>
<td bgcolor="#ffc0c0"><small>23</small><br />[[Внадијум|V]]</td></tr>
<tr align="center">
<td>[[5. периода хемијских елемената|'''5''']]</td>
<td bgcolor="#ffc0c0"><small>41</small><br />[[ниобијум|Nb]]</td></tr>
<tr align="center">
<td>[[6. периода хемијских елемената|'''6''']]</td>
<td style="background-color: rgb(255, 192, 192);"><small>73</small><br />[[Тантал|Ta]]</td></tr>
<tr align="center">
<td>[[7. периода хемијских елемената|'''7''']]</td>
<td style="background-color: rgb(255, 192, 192);"><small><font color=red>105</font></small><br />[[дубнијум|Db]]</td>
</tr>
<tr align="center">
<td><br /></td>
</tr>
</table>
</div>

'''5. група хемијских елемената''' је једна од 18 група у [[периодни систем елемената|периодном систему елемената]]. У овој групи се налазе: [[ванадијум]], [[ниобијум]], [[тантал]]ијум, и [[дубнијум]]. Сва четири елемента ове групе су [[прелазни метали]]. [[ванадијум]], [[ниобијум]] и [[тантал]]ијум се јављају у природи а [[дубнијум]] је вештачки добијен. [[Релативна атомска маса|Атомске масе]] ових елемената крећу се између 50,94 и 262,1. Ова група носи назив и VB група хемијских елемената.

Три лакша елемента Групе 5 јављају се природно и деле слична својства; сва три су тврди [[refractory metals|ватростални]] метали под стандардним условима. Четврти елемент, [[дубнијум]], синтетисан је у лабораторијама, али није пронађен у природи, при чему је време полураспада најстабилнијег изотопа, дубнијум-268, само 29 сати, а други изотопи су још [[radioactive|радиоактивнији]]. До данас, ниједан експеримент у [[Particle accelerator|суперколајдеру]] није спроведен да би се синтетисао следећи члан групе, било унпентсептијум (-{Ups}-) или унпентенијум (-{Upe}-). Пошто су унпенсептијум и унпентенијум елементи преостало дела [[period 8 element|периоде 8]], мало је вероватно да ће ови елементи бити синтетисани у блиској будућности.

== Хемија ==

Као и друге групе, чланови ове породице показују обрасце у својој [[electron configuration|електронској конфигурацији]], посебно најудаљенијој љусци, иако ниобијум не прати тренд:

{| class="wikitable"
|-
![[Atomic number|-{Z}-]] !! [[Chemical element|Елемент]] !! [[Electron shell|Бр. електрона/љуска]]
|-
| 23 || [[ванадијум]] || 2, 8, 11, 2
|-
| 41 || [[ниобијум]] || 2, 8, 18, 12, 1
|-
| 73 || [[тантал]] || 2, 8, 18, 32, 11, 2
|-
| 105 || [[дубнијум]] || 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
|}

Већина хемије је позната само за прва три члана групе, хемија дубнијума није добро утврђена и стога се остатак одељка бави само ванадијумом, ниобијумом и танталом. Сви елементи групе су реактивни метали са високим тачкама топљења (1910&nbsp;°-{C}-, 2477&nbsp;°-{C}-, 3017&nbsp;°-{C}-). Реактивност није увек очигледна због брзог формирања стабилног оксидног слоја, који спречава даље реакције, слично трендовима у групи 3 или групи 4. Метали формирају различите оксиде: ванадијум формира [[vanadium(II) oxide|ванадијум(-{II}-) оксид]], [[vanadium(III) oxide|ванадијум(-{III}-) оксид]], [[vanadium(IV) oxide|ванадијум(-{IV}-) оксид]] и [[vanadium(V) oxide|ванадијум(-{V}-) оксид]], ниобијум формира [[niobium(II) oxide|ниобијум(-{II}-) оксид]], [[niobium(IV) oxide|ниобијум(-{IV}-) оксид]] и [[niobium(V) oxide|ниобијум(-{V}-) оксид]], али је од танталових оксида познат само [[tantalum(V) oxide|тантал(-{V}-) оксид]]. Метални(-{V}-) оксиди су генерално нереактивни и делују више као киселине него базе, али су нижи оксиди мање стабилни. Они, међутим, имају нека необична својства за оксиде, као што је висока електрична проводљивост.<ref name="Holl">{{cite book|publisher = Walter de Gruyter|year = 1985|edition = 91–100|isbn = 3-11-007511-3|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first = Arnold F.|last = Holleman|last2=Wiberg|first2=Egon|last3=Wiberg|first3=Nils|language = de}}</ref>

Сва три елемента формирају различита [[inorganic chemistry|неорганска једињења]], углавном у оксидационом стању +5. Нижа оксидациона стања су такође позната, али су мање стабилна, смањујући стабилност са повећањем атомске масе.

== Историја ==

Ванадијум је открио [[Andrés Manuel del Río|Андрес Мануел дел Рио]], мексички минералог шпанског порекла, 1801. године у минералу [[ванадинит]]у. Након што су други хемичари одбацили његово откриће ''еритронијума'', он је повукао своју тврдњу.<ref name="Cintas">{{cite journal|title = The Road to Chemical Names and Eponyms: Discovery, Priority, and Credit|author = Cintas, Pedro|journal = Angewandte Chemie International Edition|volume = 43|issue = 44|year = 2004|pmid = 15376297|doi = 10.1002/anie.200330074|pages = 5888–94}}</ref>

Ниобијум је открио енглески хемичар [[Charles Hatchett|Чарлс Хачет]] 1801. године.<ref>{{cite journal|title = Eigenschaften und chemisches Verhalten des von Charlesw Hatchett entdeckten neuen Metalls, Columbium|first = Charles|last = Hatchett|author-link = Charles Hatchett|language=de|journal = [[Annalen der Physik]]|volume = 11|issue = 5|pages =120–122| doi = 10.1002/andp.18020110507|year = 1802|bibcode = 1802AnP....11..120H |url = https://zenodo.org/record/1423463}}</ref>

Тантал је први открио [[Anders Gustav Ekeberg|Андерс Густав Екеберг]] 1802. Међутим, сматрало се да је идентичан ниобијуму све до 1846. године, када је [[Heinrich Rose|Хајнрих Роуз]] доказао да су та два елемента различита. Чисти тантал је произведен тек 1903. године.<ref name = "Emsley"/>

Дубнијум је први пут произведен 1968. године у [[Joint Institute for Nuclear Research|Заједничком институту за нуклеарна истраживања]] бомбардовањем [[Isotopes of americium|америцијума-243]] неоном-22 и поново је произведен у [[Lawrence Berkeley Laboratory|Лабораторији Лоренс Беркли]] 1970. Предложени су називи „нилсборијум” и „јолиотијум” за елемент, али је 1997. године, -{[[IUPAC]]}- је одлучио да елемент назове дубнијум.<ref name = "Emsley"/>

=== Етимологија ===

Ванадијум је добио име по [[Фреја|Ванадис]], скандинавској богињи љубави. Ниобијум је добио име по [[Niobe|Ниоби]], лику из [[Greek mythology|грчке митологије]]. Тантал је добио име по [[Tantalus|Танталу]], лику из грчке митологије. Дубниум је добио име по [[Дубна|Дубни]] у Русији, где је откривен.<ref name = "Emsley"/>

== Појава ==

Постоји 160 делова на милион ванадијума у земљиној кори, што га чини 19. најзаступљенијим елементом. [[Soil|Земљиште]] садржи у просеку 100 делова на милион ванадијума, а [[seawater|морска вода]] 1,5 делова на милијарду ванадијума. Типичан човек садржи 285 делова на милијарду ванадијума. Познато је преко 60 руда ванадијума, укључујући [[ванадинит]], [[Patrónite|патронит]] и [[Carnotite|карнотит]].<ref name = "Emsley">{{cite book|last=Emsley|first=John|title=Nature's Building Blocks|url=https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl_b1k4|year=2011}}</ref>

Постоји 20 делова на милион ниобијума у земљиној кори, што га чини 33. најзаступљенијим елементом. Земљиште садржи у просеку 24 дела на милион ниобијума, а морска вода садржи 900 делова на [[Orders of magnitude (numbers)|квадрилион]] ниобијума. Типичан човек садржи 21 део на милијарду ниобијума. Ниобијум се налази у минералима [[columbite|колумбиту]] и [[pyrochlore|пирохлору]].<ref name = "Emsley"/>

Постоје 2 дела на милион тантала у земљиној кори, што га чини 51. најзаступљенијим елементом. Земљиште садржи у просеку 1 до 2 дела на милијарду тантала, а морска вода садржи 2 дела на билион тантала. Типичан човек садржи 2,9 делова на милијарду тантала. Тантал се налази у минералима [[tantalite|танталиту]] и пирохлору.<ref name = "Emsley"/>

== Продукција ==

Годишње се произведе око 70.000 тона руде ванадијума, од којих се 25.000 -{t}- руде ванадијума производи у Русији, 24.000 у [[South Africa|Јужној Африци]], 19.000 у Кини и 1.000 у [[Казахстан]]у. Годишње се произведе 7000 -{t}- металног ванадијума. Ванадијум је немогуће добити загревањем његове руде угљеником. Уместо тога, ванадијум се производи загревањем [[ванадијум оксид]]а са калцијумом у [[pressure vessel|посуди под притиском]]. Ванадијум веома високе чистоће се добија реакцијом [[ванадијум трихлорид]]а са магнезијумом.<ref name = "Emsley"/>

Годишње се произведе 230.000 -{t}- руде ниобијума, при чему [[Бразил]] производи 210.000 -{t}-, [[Канада]] 10.000 -{t}-, а [[Аустралија]] 1.000 -{t}-. Годишње се произведе 60000 -{t}- чистог ниобијума.<ref name = "Emsley"/>

Годишње се произведе 70000 -{t}- руде тантала. Бразил производи 90% руде тантала, а Канада, Аустралија, Кина и [[Руанда]] такође производе овај елемент. Потражња за танталом је око 1200 -{t}- годишње.<ref name = "Emsley"/>

Дубнијум се производи синтетички бомбардовањем [[actinides|актинида]] лакшим елементима.<ref name = "Emsley"/>

== Апликације ==

Главна примена ванадијума је у легурама, као што је [[vanadium steel|ванадијумски челик]]. Легуре ванадијума се користе у [[опруга]]ма, [[алат]]има, [[jet engines|млазним моторима]], [[оклоп]]има и [[nuclear reactors|нуклеарним реакторима]]. [[Ванадијум оксид]] даје керамици златну боју, а друга једињења ванадијума се користе као [[катализатор]]и за производњу [[полимер]]а.<ref name = "Emsley"/>

Мале количине ниобијума се додају у [[нерђајући челик]] да би се побољшао његов квалитет. Легуре ниобијума се такође користе у ракетним млазницама због високе отпорности ниобијума на [[corrosion|корозију]].<ref name = "Emsley"/>

Тантал има четири главне врсте апликација. Тантал се додаје у предмете изложене високим температурама, у [[Електроника|електронске уређаје]], у [[surgical implants|хируршке имплантате]] и за руковање корозивним супстанцама.<ref name = "Emsley"/>

== Токсичност ==

Није познато да је чист ванадијум токсичан. Међутим, [[Vanadijum(V) oksid|ванадијум пентоксид]] изазива јаку иритацију очију, носа и грла.<ref name = "Emsley"/>

Сматра се да су ниобијум и његова једињења благо токсични, али није познато да је дошло до тровања ниобијумом. Ниобијумска прашина може да иритира очи и кожу.<ref name = "Emsley"/>

Тантал и његова једињења ретко изазивају повреде, а када до тога дође, повреде су обично осипи.<ref name = "Emsley"/>

== Биолошке појаве  ==
{{main|Ванадијум#Биолошка улога}}

Од елемената групе 5, идентификовано је да само ванадијум игра улогу у биолошкој хемији живих система, али чак и он игра веома ограничену улогу у [[biology|биологији]], и важнији је у океанским срединама него на копну.

Ванадијум, неопходан за [[Ascidiacea|асцидије]] и [[Плашташи|туникате]] у виду [[Vanabins|ванабина]], познат је у [[blood cell|крвним ћелијама]] [[Ascidiacea]] (морске плашташа) од 1911. године,<ref name="henze1911">{{cite journal|last1=Henze|first1=M.|title=Untersuchungen über das Blut der Ascidien. I. Mitteilung. Die Vanadiumverbindung der Blutkörperchen|journal=Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie|date=1911|volume=72 |issue=5–6|pages=494–501 |doi=10.1515/bchm2.1911.72.5-6.494|language=de|url=https://zenodo.org/record/1448780}}</ref><ref name="michibata2002">{{cite journal | doi = 10.1002/jemt.10042 | last1 = Michibata | first1 = H | last2 = Uyama | first2 = T | last3 = Ueki | first3 = T | last4 = Kanamori | first4 = K | year = 2002 | title = Vanadocytes, cells hold the key to resolving the highly selective accumulation and reduction of vanadium in ascidians | url = http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/files/public/0/22/20141016115442843522/MicroscopResTech_56_421-434_2002.pdf | journal = Microscopy Research and Technique | volume = 56 | issue = 6 | pages = 421–434 | pmid = 11921344 | access-date = 08. 11. 2021 | archive-date = 17. 03. 2020 | archive-url = https://web.archive.org/web/20200317132408/https://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/files/public/0/22/20141016115442843522/MicroscopResTech_56_421-434_2002.pdf | url-status =  }}</ref> при чему је концентрација ванадијума у њиховој крви преко од 100 пута већа од концентрације ванадијума у морској води око њих. Неколико врста макрогљива акумулира ванадијум (до 500&nbsp;-{mg/kg}- у сувој тежини).<ref>{{cite journal|last=Kneifel|first=Helmut |last2=Bayer|first2=Ernst |year=1997|title=Determination of the Structure of the Vanadium Compound, Amavadine, from Fly Agaric|journal=Angewandte Chemie International Edition in English|volume=12|issue=6|pages=508|issn=1521-3773|doi=10.1002/anie.197305081}}</ref> [[bromoperoxidase|Бромопероксидаза]] зависна од ванадијума ствара органоброминска једињења у бројним врстама морских [[algae|алги]].<ref>{{Cite journal|journal = Natural Product Reports|year = 2004|volume = 21|issue = 1|pmid = 15039842|doi = 10.1039/b302337k|title = The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products|first = Alison|last = Butler|last2= Carter-Franklin|first2=Jayme N.|pages = 180–8}}</ref>

Такође је познато да је [[пацов]]има и [[chicken|пилићима]] потребан ванадијум у веома малим количинама, а дефицијенције резултирају смањеним растом и поремећеном [[reproduction|репродукцијом]].<ref>{{cite journal|title = Growth Effects of Vanadium in the Rat|first = Klaus|last = Schwarz|last2=Milne|first2=David B.|journal = Science|volume = 174|issue = 4007|year = 1971|pages = 426–428|jstor = 1731776|doi = 10.1126/science.174.4007.426|pmid = 5112000|bibcode = 1971Sci...174..426S }}</ref> Ванадијум је релативно контроверзан [[Дијететски суплементи|додатак исхрани]], првенствено ради повећања осетљивости на [[инсулин]]<ref>{{cite journal|journal = Diabetes Care|volume = 26|pages = 1277–1294|year = 2003|title = Systematic Review of Herbs and Dietary Supplements for Glycemic Control in Diabetes|first = Gloria Y.|last = Yeh|last2= Eisenberg|first2=David M.|last3=Kaptchuk|first3=Ted J.|last4=Phillips|first4=Russell S.|url = http://care.diabetesjournals.org/cgi/content/full/26/4/1277|doi = 10.2337/diacare.26.4.1277|pmid = 12663610|issue = 4|doi-access = free}}</ref> и [[бодибилдинг]]. [[Vanadyl sulfate|Ванадил сулфат]] може побољшати контролу глукозе код људи са [[type 2 diabetes|дијабетесом типа 2]].<ref name="Badmaev">{{cite journal| journal = The Journal of Alternative and Complementary Medicine| volume = 5| year = 1999| pages = 273–291| title = Vanadium: a review of its potential role in the fight against diabetes| last = Badmaev| first = V.| doi = 10.1089/acm.1999.5.273| last2 = Prakash| first2 = Subbalakshmi| last3 = Majeed| first3 = Muhammed| pmid=10381252| issue = 3}}</ref> Поред тога, декаванадат и оксованадат су врсте које потенцијално имају мноштво биолошких активности и које се успешно користе као алати у разумевању неколико биохемијских процеса.<ref>{{cite journal|journal = Journal of Inorganic Biochemistry| volume = 103|pages = 536–546|year = 2009|title = Decavanadate and oxovanadates: Oxometalates with many biological activities|first = Manuel|last = Aureliano| last2=Crans|first2=Debbie C.| doi = 10.1016/j.jinorgbio.2008.11.010}}</ref>

== Референце ==
{{reflist|}}

== Литература ==
{{Литература|30em}}
* {{cite journal | doi =10.1016/S0920-5861(02)00318-8 | title =Vanadium to dubnium: from confusion through clarity to complexity | year =2003 | last1 =Greenwood | first1 =N | journal =Catalysis Today | volume =78 | issue =1–4 | pages =5–11}}

{{Литература крај}}

== Спољашње везе ==
{{Commons category|Group 5 element}}

{{Периодни систем (32 колоне, компактни)}}
{{Навигација периодни систем}}
{{Нормативна контрола}}

{{СОРТИРАЊЕ:Група 05}}
[[Категорија:Групе хемијских елемената]]