5. skupina V, Nb, Ta, Db
Konfigurace valenční sféry ns2 (n-1)d3 (niob 5s1 4d4). Max. ox. stav +V
(je stabilní, sloučeniny bezbarvé), nižší ox. stavy nejsnáze vytváří V, Nb
a Ta jsou si velice podobné, všechny jsou poměrně ušlechtilé, na
povrchu se pasivují a jsou tedy odolné i vůči oxidujícím kyselinám,
hoří na M2O5, s C, B, N – intersticiální sloučeniny, tvrdé, vodivé, (Nb,
Ta)X2 nejsou známy.
V: Vanadis – skandinávská bohyně krásy – rozmanitost a bohatost
barev jeho sloučenin, tvrdý, šedo-bílý, kujný kov s vysokými teplotami
tání a varu, nejst. V+IV (VO2+), V+II ve vodě nestabilní redukuje H+ na H2,
Výroba V: redukcí VCl5 vodíkem nebo hořčíkem, či z V2O5 redukcí Al
2 V2O5 + 5 Si (ferrosilicium) → 4 V (ferrovanad) + 5 SiO2
Použití: V4C3 – vzniká přidáváním V do uhlíkaté oceli (odolnější proti
opotřebení), slitiny s Ti a Al, s Ga supravodivé magnety, VO2 – IČ filtry,
polovodič, V2O5 – amfoterní, katalyzátory především na výrobu H2SO4
2 V2O5  4 VO2 + O2
Sloučeniny: V2O5 spalování V v O2, VO2, V2O3, VO, vanadičnany
(NaVO3, Na3VO4 – V2O5 v NaOH, Na4V2O7, Na4V4O12) a rozsáhlé
polyvanadičnany (Na6H4V8O25 apod.) – kondenzují v kyselém
prostředí, VO2
+ - vanadylový kation pod pH 2,2; VF5, VF4, VF3 naproti
tomu iodidy VI3 a VI2; komplexní sloučeniny (koord. číslo 4 a 6)
[VO2(O2)2]3- - v alk. a neutr., žluté; [V(O2)]3+ v kyselém pr.,
červenohnědé; organokovové: karbonyly ([V(CO)6] a
cyklopentadienyly ([V(η5 – C5H5)2])
VF5 – přímou reakcí prvků
2 V + 6 HCl → 2 VCl3 + 3 H2 ; Br a I reakcí z prvků
VCl3 → VCl2 + VCl4
2 VF3 + O2 → 2 VOF3
VCl4 + H2O → VOCl2 + 2HCl
Nb: Niobe – dcera krále Tantala, šedý, kujný, kovový prvek, s HF
reaguje za vzniku fluorokomplexů, dále reaguje např. s taveninami
hydroxidů alkalických kovů, nejstabilnější oxidační stav +V.
Výroba Nb: elektrolyticky
Použití: Nb – korozivzdorné oceli, body-piercing (zoxidovaný je
namodralý), klenotnictví, medicína, slitiny se Zr – supravodivé
magnety; NbC – velice tvrdý
Sloučeniny: Nb2O5 – amfoterní, příprava spalováním kovu v O2, vodou
se oxid pouze hydratuje, s hydroxidy vznikají niobičnany; NbO2, NbO –
redukce vodíkem či hořčíkem; komplexy – fluoro- a oxo-; Nb(Ta)X5
Ta: Tantalos – z řeckých bájí („Ač ponořen do kyseliny, přece se
nerozpouštěl“), šedý, kujný, velmi pevný kovový prvek, obsah 2
mg/kg, s HF fluorokomplexy, reaguje i s taveninami hydroxidů
alkalických kovů, nejstabilnější oxidační stav +V.
Výroba Ta: od Nb se čistí krystalizací fluorokomplexů či destilací
fluoridů, kovový Ta se připravuje většinou elektrolyticky
Použití: Ta – kostní náhrady, slitiny – atomové a chemické reaktory,
turbomotory; Ta2O5 – amfoterní, elektrolytické kondenzátory, optika
s vysokým indexem lomu; TaC – brusné směsi, vrtná zařízení.
Db: 105. prvek, 268Db T1/2 = 16 h, připraven poprvé Dubně 1967:
V roce 1970 v americkém Berkeley:
249Cf + 15N → 260Db + 4 n
Pojmenováno nejprve hahnium (Ha) – dle německého vědce O.
Hahna, rusové nielsbohrium (Ns) dle Nielse Bohra, v roce 1997 dle
IUPAC dubnium (dle ruského města).
Sloučeniny: Db2O5, DbO4
3-, DbF5, DbOX3, [DbF6]-