Golongan 5
atau
VB
adalah golongan
unsur kimia
di
tabel periodik
. Golongan ini juga dikenal sebagai golongan
vanadium
. Golongan ini terdiri dari unsur
vanadium
(
V
),
niobium
(
Nb
),
tantalum
(
Ta
), dan unsur sintetis yang radioaktif
dubnium
(
Db
). Golongan ini terletak pada
blok-d
tabel periodik. Golongan itu sendiri belum memperoleh
nama trivial
; ia berada dalam penggolongan yang lebih luas yaitu
logam transisi
.
Tiga unsur golongan 5 yang lebih ringan terjadi secara alami dan memiliki sifat serupa; ketiganya adalah
logam refraktori
yang keras di bawah kondisi standar. Unsur keempat,
dubnium
, telah disintesis di laboratorium, tetapi belum ditemukan di alam, dengan waktu paruh isotop yang paling stabil, dubnium-268, hanya 29 jam, dan isotop lainnya bahkan lebih
radioaktif
lagi. Sampai saat ini, tidak ada percobaan dalam
superkolider
yang telah dilakukan untuk
mensintesis
anggota golongan berikutnya, baik
unpentpentium
(Upp) atau
unpentseptium
(Ups). Tampaknya tidak mungkin unsur-unsur ini akan disintesis dalam waktu dekat, karena unpentpentium dan unpentseptium keduanya berada di akhir
periode 8
.
Seperti golongan lainnya, anggota golongan ini menunjukkan pola dalam
konfigurasi elektron
, terutama kelopak terluarnya, meski, anehnya, niobium tidak mengikuti trennya:
Z
|
Unsur
|
Jumlah elektron/kelopak
|
Konfigurasi elektron
|
23
|
vanadium
|
2, 8, 11, 2
|
[
Ar
] 3d
3
4s
2
|
41
|
niobium
|
2, 8, 18, 12, 1
|
[
Kr
] 4d
4
5s
1
|
73
|
tantalum
|
2, 8, 18, 32, 11, 2
|
[
Xe
] 4f
14
5d
3
6s
2
|
105
|
dubnium
|
2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
|
[
Rn
] 5f
14
6d
3
7s
2
|
Sebagian besar kimia yang telah diamati hanya untuk tiga anggota pertama golongan, kimia dubnium belum begitu mapan dan oleh karena itu pembahasan selanjutnya hanya berhubungan dengan vanadium, niobium, dan tantalum. Semua unsur golongan ini adalah logam reaktif dengan titik leleh tinggi (1910 °C, 247 °C, 3017 °C). Reaktivitasnya tidak selalu jelas karena pembentukan lapisan oksida stabil yang cepat, yang mencegah reaksi lebih lanjut, serupa dengan tren pada Golongan 3 atau Golongan 4. Logam-logamnya membentuk oksida yang berbeda: vanadium membentuk
vanadium(II) oksida
,
vanadium(III) oksida
,
vanadium(IV) oksida
dan
vanadium(V) oksida
, niobium membentuk
niobium(II) oksida
,
niobium(IV) oksida
dan
niobium(V) oksida
, tetapi oksida tantalum hanya
tantalum(V) oksida
. Oksida logam(V) umumnya tidak reaktif dan bertindak lebih seperti asam daripada basa, tetapi oksida yang lebih rendah kurang stabil. Mereka, bagaimanapun, memiliki beberapa sifat oksida yang tidak biasa, seperti konduktivitas listrik yang tinggi.
[1]
Ketiga elemen tersebut membentuk berbagai
senyawa anorganik
, umumnya dalam tingkat oksidasi +5. Keadaan oksidasi yang lebih rendah juga diketahui, tetapi mereka kurang stabil, mengalami penurunan stabilitas seiring dengan peningkatan massa atom.
Vanadium ditemukan oleh
Andres Manuel del Rio
, seorang ahli mineralogi Meksiko kelahiran Spanyol, pada tahun 1801 dalam mineral
vanadinit
. Setelah kimiawan lain menolak penemuan
eritronium
dia menarik kembali klaimnya.
[2]
Vanadium merujuk nama
Vanadis
, dewi cinta
Skandinavia
.
Niobium
ditemukan
oleh ahli kimia Inggris
Charles Hatchett
pada tahun 1801.
[3]
Niobium merujuk nama
Niobe
, sebuah figur dari
mitologi Yunani
.
Tantalum pertama kali ditemukan pada tahun 1802 oleh
Anders Gustav Ekeberg
. Namun, ini diperkirakan identik dengan niobium sampai 1846, ketika
Heinrich Rose
membuktikan bahwa kedua unsur tersebut berbeda. Tantalum murni baru diproduksi pada tahun 1903.
[4]
Tantalum merujuk nama
Tantalus
, tokoh mitologi Yunani.
Dubnium pertama kali diproduksi pada tahun 1968 di
Joint Institute for Nuclear Research
dengan membombardir
amerisium-243
dengan neon-22. Dubnium kembali diproduksi di
Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley
pada tahun 1970. Nama "neilsbohrium" dan "joliotium" diajukan untuk unsur tersebut, tetapi pada tahun 1997,
IUPAC
memutuskan untuk menamakannya "dubnium". Dubnium merujuk nama
Dubna, Rusia
, tempat ditemukannya.
[4]
Terdapat 160 bagian per juta vanadium di kerak bumi, membuatnya menjadi unsur paling melimpah ke-19 dalam kerak bumi.
Tanah
mengandung rata-rata 100 bagian per juta vanadium, dan
air laut
mengandung 1,5 bagian per miliar vanadium. Manusia normal mengandung 285 bagian per miliar vanadium. Lebih dari 60 bijih vanadium diketahui, termasuk
vanadinit
,
patronit
, dan
karnotit
.
[4]
Terdapat 20 bagian per juta niobium di kerak bumi, membuatnya menjadi elemen paling melimpah ke-33 dalam kerak bumi. Tanah mengandung rata-rata 24 bagian per juta niobium, dan air laut mengandung 900 bagian per kuadrilion niobium. Manusia normal mengandung 21 bagian per miliar niobium. Niobium ada dalam mineral
kolumbit
dan
piroklor
.
[4]
Terdapat 2 bagian per juta tantalum di kerak bumi, membuatnya menjadi unsur paling melimpah ke-51 dalam kerak bumi. Tanah mengandung rata-rata 1 sampai 2 bagian per miliar tantalum, dan air laut mengandung 2 bagian per triliun tantalum. Manusia normal mengandung 2,9 bagian per miliar tantalum. Tantalum dijumpai dalam mineral
tantalit
dan piroklor.
[4]
Sekitar 70.000
metrik ton
bijih vanadium diproduksi setiap tahunnya, dengan 25.000 metrik ton bijih vanadium yang diproduksi di
Rusia
, 24.000 di
Afrika Selatan
, 19.000 di China, dan 1.000 di
Kazakhstan
. Hal yang tidak mungkin untuk mendapatkan vanadium dengan memanaskan bijinya dengan karbon. Sebagai gantinya, vanadium diproduksi dengan memanaskan
vanadium oksida
dengan kalsium di dalam
bejana bertekanan
. Vanadium berkemurnian sangat tinggi dihasilkan dari reaksi
vanadium triklorida
dengan magnesium.
[4]
Sebanyak 230.000 metrik ton bijih niobium diproduksi setiap tahunnya, dengan
Brasil
memproduksi 210.000 metrik ton,
Kanada
memproduksi 10.000 metrik ton, dan
Australia
memproduksi 1.000 metrik ton. Sebanyak 60.000 metrik ton niobium murni diproduksi setiap tahunnya.
[4]
Sekitar 70.000 metrik ton bijih tantalum diproduksi setiap tahunnya. Brasil menghasilkan 90% bijih tantalum, dengan
Kanada
,
Australia
,
China
, dan
Rwanda
juga memproduksi unsur tersebut. Permintaan tantalum sekitar 1.200 metrik ton per tahun.
[4]
Dubnium diproduksi secara sintetis dengan membombardir
aktinida
menggunakan unsur yang lebih ringan.
[4]
Aplikasi utama Vanadium ada dalam logam paduan, seperti
baja vanadium
. Paduan vanadium digunakan dalam
pegas
,
alat
,
mesin jet
, pelapis
perisai tempur
(
armour
), dan
reaktor nuklir
.
Vanadium oksida
memberi warna emas pada keramik, dan senyawa vanadium lainnya digunakan sebagai
katalis
untuk menghasilkan
polimer
.
[4]
Sejumlah kecil niobium ditambahkan ke
baja nirkarat
untuk meningkatkan kualitasnya. Paduan Niobium juga digunakan dalam nozel roket karena ketahanan
korosi
niobium yang tinggi.
[4]
Tantalum memiliki empat jenis aplikasi utama. Tantalum ditambahkan ke benda-benda yang terpapar suhu tinggi, dalam
perangkat elektronik
,
implan bedah
, dan untuk penanganan zat korosif.
[4]
Vanadium murni tidak diketahui beracun. Namun,
vanadium pentoksida
menyebabkan iritasi parah pada mata, hidung, dan tenggorokan.
[4]
Niobium dan senyawanya dianggap sedikit beracun, tetapi keracunan niobium tidak diketahui terjadi. Debu niobium bisa mengiritasi mata dan kulit.
[4]
Tantalum dan senyawanya jarang menyebabkan luka, dan saat terjadi, luka biasanya ruam.
[4]
Dari unsur golongan 5, hanya vanadium yang telah diidentifikasi berperan dalam kimia biologis sistem kehidupan, tetapi memainkan peran yang sangat terbatas dalam
biologi
, dan lebih penting di lingkungan laut daripada di darat.
Vanadium, penting untuk
ascidian
dan
urokordata
sebagai
vanabins
, telah dikenal dalam
sel darah
Ascidiacea
sejak tahun 1911,
[5]
[6]
karena konsentrasi vanadium dalam darah mereka lebih dari 100 kali lebih tinggi dari konsentrasi vanadium pada air laut sekitar mereka. Beberapa spesies makrofungi mengakumulasi vanadium (sampai 500 mg/kg berat kering).
[7]
Bromoperoxidase
yang bergantung pada vanadium menghasilkan senyawa organobromin dalam sejumlah spesies
alga
laut.
[8]
Tikus
dan
ayam
juga diketahui memerlukan vanadium dalam jumlah sangat kecil dan kekurangan vanadium menghasilkan penurunan pertumbuhan dan gangguan
reproduksi
.
[9]
Vanadium adalah
suplemen makanan
yang relatif kontroversial, terutama untuk meningkatkan sensitivitas
insulin
[10]
dan
binaraga
.
Vanadil sulfat
dapat memperbaiki pengendalian glukosa pada orang dengan
diabetes tipe 2
.
[11]
Selain itu, dekavanadat dan oksovanadat adalah spesies yang berpotensi memiliki banyak aktivitas biologis dan telah berhasil digunakan sebagai alat dalam memahami beberapa proses biokimia.
[12]
- ^
Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985).
Lehrbuch der Anorganischen Chemie
(dalam bahasa German) (edisi ke-91?100). Walter de Gruyter.
ISBN
3-11-007511-3
.
- ^
Cintas, Pedro (2004). "The Road to Chemical Names and Eponyms: Discovery, Priority, and Credit".
Angewandte Chemie International Edition
.
43
(44): 5888?94.
doi
:
10.1002/anie.200330074
.
PMID
15376297
.
- ^
Hatchett, Charles
(1802). "Eigenschaften und chemisches Verhalten des von Charlesw Hatchett entdeckten neuen Metalls, Columbium".
Annalen der Physik
(dalam bahasa German).
11
(5): 120?122.
Bibcode
:
1802AnP....11..120H
.
doi
:
10.1002/andp.18020110507
.
- ^
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
m
n
o
Emsley, John (2011).
Nature's Building Blocks
.
- ^
Henze (1911). Untersuchungen fiber das Blut der Ascidien. 1. Die Vanadiumbindung der Blutk6rperchen.
Z. Physiol. Chem.
72, 494?50.
- ^
Michibata H, Uyama T, Ueki T, Kanamori K (2002). "Vanadocytes, cells hold the key to resolving the highly selective accumulation and reduction of vanadium in ascidians".
Microscopy Research and Technique
.
56
(6): 421?434.
doi
:
10.1002/jemt.10042
.
PMID
11921344
.
- ^
Kneifel, Helmut; Bayer, Ernst (1997). "Determination of the Structure of the Vanadium Compound, Amavadine, from Fly Agaric".
Angewandte Chemie International Edition in English
.
12
(6): 508.
doi
:
10.1002/anie.197305081
.
ISSN
1521-3773
.
- ^
Butler, Alison; Carter-Franklin, Jayme N. (2004). "The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products".
Natural Product Reports
.
21
(1): 180?8.
doi
:
10.1039/b302337k
.
PMID
15039842
.
- ^
Schwarz, Klaus; Milne, David B. (1971). "Growth Effects of Vanadium in the Rat".
Science
.
174
(4007): 426?428.
Bibcode
:
1971Sci...174..426S
.
doi
:
10.1126/science.174.4007.426
.
JSTOR
1731776
.
PMID
5112000
.
- ^
Yeh, Gloria Y.; Eisenberg, David M.; Kaptchuk, Ted J.; Phillips, Russell S. (2003).
"Systematic Review of Herbs and Dietary Supplements for Glycemic Control in Diabetes"
.
Diabetes Care
.
26
(4): 1277?1294.
doi
:
10.2337/diacare.26.4.1277
.
PMID
12663610
.
- ^
Badmaev, V.; Prakash, Subbalakshmi; Majeed, Muhammed (1999). "Vanadium: a review of its potential role in the fight against diabetes".
Altern Complement Med
.
5
(3): 273?291.
doi
:
10.1089/acm.1999.5.273
.
PMID
10381252
.
- ^
Aureliano, Manuel; Crans, Debbie C. (2009). "Decavanadate and oxovanadates: Oxometalates with many biological activities".
Journal Inorganic Biochemistry
.
103
: 536?546.
doi
:
10.1016/j.jinorgbio.2008.11010
.
|
---|
|
Vanadium
V
Nomor Atom: 23
Berat Atom: 50,9415
Titik lebur: 2175,15 K
Titik didih: 3680 K
Massa jenis: 6,11 g/cm
3
Elektronegativitas: 1,63
|
Niobium
Nb
Nomor Atom: 41
Berat Atom: 92,90638
Titik lebur: 2741,15 K
Titik didih: 5017 K
Massa jenis: 8,57 g/cm
3
Elektronegativitas: 1,6
|
Tantalum
Ta
Nomor Atom: 73
Berat Atom: 180,94788
Titik lebur: 3269,15 K
Titik didih: 5731 K
Massa jenis: 16,654 g/cm
3
Elektronegativitas: 1,5
|
Dubnium
Db
Nomor Atom: 105
Berat Atom: [268]
Titik lebur: ? K
Titik didih: ? K
Massa jenis: ? 29 g/cm
3
Elektronegativitas: ?
|
|