Vanađi là một kim loại màu xám bạc mềm, dễ uốn. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt, và bền đối với các chất kiềm và các axít sulfuric và axít clohiđric.[7] Nó bị ôxy hóa trong không khí ở 933 K (660 °C, 1220 °F), mặc dù một lớp ôxít được tạo thành ở nhiệt độ phòng.

Đồng vị

Vanađi xuất hiện trong tự nhiên là hỗn hợp của một đồng vị bền 51V và một đồng vị phóng xạ 50V. Đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã 1,5×1017 năm và chiềm 0,25%.51V có spin hạt nhân 7/2, có ích cho quang phổ học NMR.[8] Có 24 đồng vị nhân tạo đã được miêu tả đặc điểm với số khối từ 40 đến 65. Đồng vị bền nhất trong số này là 49V, có chu kỳ bán rã 330 ngày, và 48V là 16,0 ngày. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 giờ, và đa số trong đó có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 10 giây. Có ít nhất 4 đồng vị có các trạng thái kích thích.[8] Bắt electron là cơ chế phân rã chính đối với các đồng vi nhẹ hơn 51V, còn các đồng vị nặng hơn thì cơ chế chủ yếu là phân rã beta. Các phản ứng bắt electron sẽ tạo thành các đồng vị của nguyên tố 22 (titan), trong khi phân rã beta thì tạo thành các đồng vị của nguyên tố 24 (crom).

Các hợp chất

Đặc điểm hóa học của vanađi đáng chú ý là 4 trạng thái ôxy hóa. Các trạng thái ôxy hóa phổ biến nhất là +2 (tử đinh hương), +3 (lục), +4 (lam) và +5 (vàng). Các hợp chất vanađi(II) là các chất khử, và vanađi(V) là các chất ôxy hóa, trong khi các hợp chất vanađi(IV) thường tồn tại dạng các dẫn xuất vanadyl chứa VO2+ ở tâm.[7]

Amoni metavanadat (NH4VO3) có thể tác dụng với kẽm tạo ra các màu khác nhau của vanađi ở bốn trạng thái ôxy hóa phổ biến. Các trạng thái ôxy hóa thấp hơn ở dạng hợp chất như V2O (+1), V(CO)6 (0), V(CO)6- (-1) và các dẫn xuất bị thay thế.[7]

Pin khử vanađi kết hợp các trạng thái ôxy hóa này; sự chuyển đổi của các trạng thái ôxy hóa này được minh họa bởi sự khử của các dung dịch axit mạnh của hợp chất vanađi(V) với bột kẽm. Đặc điểm màu vàng ban đầu của ion vanadat, VO3−
4, bị thay thế bằng màu xanh dương của [VO(H2O)5]2+, sau đó là màu lục của [V(H2O)6]3+ và sau cùng là màu tím của [V(H2O)6]2+.[7]

Hợp chất thương mại quan trọng nhất là vanađi(V) oxít, được dùng làm chất xúc tác trong sản xuất axit sunfuric.[7] Hợp chất này ôxy hóa lưu huỳnh đioxit (SO
2) tạo thành trioxit (SO
3). Trong phản ứng ôxy hóa khử này, lưu huỳnh bị ôxy hóa từ trạng thái +4 thành +6, và vanađi bị khử từ +5 xuống +3:

Chất xúc tác được tạo thành bằng cách ôxy hóa vanađi trong không khí: