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ELM Élément n° 23 sur 118

Vanadium (V)

Présent dans certains minerais, le vanadium est surtout recherché pour renforcer les aciers. Ses composés, qui peuvent prendre plusieurs couleurs et états d’oxydation, servent aussi de catalyseurs dans l’industrie chimique.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité du vanadium

Numéro atomique (Z)
23
Symbole
V
Masse atomique
50,9415 u
Masse molaire
50,9415 g/mol
Famille
Métaux de transition
Période · groupe · bloc
4 · 5 · d
Configuration électronique
[Ar] 4s² 3d³
État à 20 °C
solide
Température de fusion
1 909,85 °C (2 183 K)
Température d’ébullition
3 406,85 °C (3 680 K)
Masse volumique
6 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
1,63
Rayon atomique (van der Waals)
179 pm
1re énergie d’ionisation
6,746 eV
Affinité électronique
0,525 eV
États d’oxydation
+5, +4, +3, +2
Découverte
1801, par Andrés Manuel del Río
Nom tiré de
Freyja
Abondance dans la croûte terrestre
120 mg/kg
Abondance dans l’eau de mer
0,0025 mg/L
Numéro CAS
7440-62-2
Vanadium : période 4, groupe 5, famille des métaux de transition.
V
Électrons par couche : 2 · 8 · 11 · 2

Le vanadium est rarement rencontré sous forme de métal pur dans la nature : il est associé à des minerais, à des minerais de fer et à certains combustibles fossiles. L’industrie le récupère notamment pour fabriquer des alliages d’acier aux propriétés recherchées. Sa chimie variable explique aussi l’emploi de certains de ses composés comme catalyseurs, c’est-à-dire des substances qui accélèrent une réaction sans être consommées au cours de celle-ci.

Où trouve-t-on le vanadium et comment l’obtient-on ?

Le vanadium est largement réparti dans la croûte terrestre, mais il se trouve généralement combiné à d’autres éléments. Il est présent dans plusieurs minerais, notamment la vanadinite, ainsi que dans des minerais de fer et de titane. Il peut aussi être associé au pétrole et au charbon. La fiche de l’ATSDR, agence américaine de santé publique, décrit ces différentes sources naturelles.

Une partie de la production provient du traitement de minerais riches en vanadium. Une autre est récupérée dans les laitiers, résidus issus de la fabrication de l’acier à partir de certaines titanomagnétites. En France, L’Élémentarium détaille ces voies de production et les différentes étapes de traitement. Le vanadium obtenu sert ensuite notamment à produire du ferrovanadium, un alliage de fer et de vanadium ajouté à l’acier.

Pourquoi l’ajoute-t-on à l’acier ?

Le principal débouché du vanadium est la production d’aciers alliés. L’ajout d’une petite quantité peut contribuer à obtenir des aciers résistants à l’usure, aux chocs ou à la corrosion, selon la composition et le traitement du matériau. Ces alliages sont utilisés pour des pièces mécaniques comme des ressorts, des engrenages, des vilebrequins et des outils de coupe. Des pièces de moteurs d’avion font également partie des applications citées par le Jefferson Lab.

Le vanadium est un métal de transition, une famille d’éléments dont les propriétés permettent de former des alliages et divers composés. Il se situe dans le groupe 5 et la période 4 du tableau périodique, au sein du bloc d. Vous pouvez le replacer parmi les métaux de transition. Sa configuration électronique comporte des électrons dans les orbitales 3d et 4s ; cette structure est liée à la diversité de ses états d’oxydation, notamment +2, +3, +4 et +5.

À quoi servent ses composés ?

Le pentoxyde de vanadium, de formule V₂O₅, est l’un des composés les plus utilisés. Il sert notamment de catalyseur dans certaines réactions industrielles et entre dans la fabrication de céramiques. Les composés de vanadium peuvent présenter des couleurs variées, caractéristique qui a inspiré le nom de l’élément : le terme « vanadium » vient de Vanadis, un nom associé à la déesse nordique Freyja, selon la Royal Society of Chemistry.

Le chimiste Andrés Manuel del Río a identifié l’élément en 1801, mais sa découverte n’a été reconnue qu’après des travaux ultérieurs. Le métal et ses composés n’ont pas les mêmes propriétés : il faut donc éviter de tirer une conclusion sur la sécurité d’un composé à partir du seul nom de l’élément. L’ATSDR signale notamment des effets respiratoires associés à l’inhalation de poussières de certains composés, dont le pentoxyde de vanadium. Le risque dépend de la forme chimique et des conditions d’exposition ; ces produits ne sont pas à manipuler comme des matériaux inoffensifs.

Isotopes naturels du vanadium

IsotopeMasse (u)Abondance naturelleStabilité
⁵⁰V49,94715601(95)0,25 %radioactif
⁵¹V50,94395704(94)99,75 %stable

37 isotopes du vanadium sont connus, dont 1 stable. Données : NIST et AMDC (AIEA), via PubChem.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire du vanadium ?

La masse molaire du vanadium est de 50,9415 g/mol, d’après la masse atomique standard de 50,9415 u retenue par l’IUPAC (CIAAW). Une mole d’atomes de vanadium pèse donc environ 50,9415 grammes.

Quel est le numéro atomique du vanadium ?

Le numéro atomique du vanadium est 23 : son noyau compte 23 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est V.

Quelle est la configuration électronique du vanadium ?

La configuration électronique du vanadium est [Ar] 4s² 3d³, soit 2, 8, 11, 2 électrons répartis de la première à la dernière couche. Le vanadium appartient au bloc d du tableau périodique.

Le vanadium est-il un métal naturellement présent à l’état pur ?

Non. Dans la nature, le vanadium est principalement combiné à d’autres éléments dans des minerais ou associé à certains combustibles fossiles. Le métal utilisé par l’industrie est extrait et séparé au cours de procédés de traitement. Ses propriétés et ses risques varient selon qu’il s’agit du métal, d’un alliage ou d’un composé comme le pentoxyde de vanadium.

Le vanadium est-il dangereux à manipuler ?

Le risque dépend de la forme chimique, de la quantité et de la voie d’exposition. L’ATSDR relève notamment des effets respiratoires après inhalation de poussières de certains composés du vanadium. Il ne faut donc pas assimiler un alliage métallique massif à une poudre ou à un composé chimique : les produits de laboratoire et industriels exigent les précautions indiquées dans leur documentation de sécurité.

Le vanadium est-il essentiel à l’alimentation humaine ?

Les éléments consultés ici ne permettent pas de conclure que le vanadium est un nutriment essentiel pour l’être humain. Le fait que certains composés aient été étudiés pour des applications biologiques ou proposés dans des suppléments ne constitue pas une preuve d’un bénéfice nutritionnel établi. Les effets dépendent des composés et des doses, et certaines expositions peuvent être nocives.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.