自然界中的钒有两种同位素：⁵⁰V（放射性，微量）和⁵¹V（稳定，丰度高达99.75%）。因此，钒核磁共振实验我们选择的对象基本都是⁵¹V。

⁵¹V核的自旋量子数 I = 7/2，属于四极核。这意味着⁵¹V核磁信号对所处化学环境的电场梯度极其敏感，这导致信号峰通常较宽。但另一方面，虽然钒是金属，但⁵¹V其极高的丰度及较高的旋磁比，使其核磁信号一般比较容易得到。

上图为我公司400MHz所做的核磁共振⁵¹VNMR，可以看出，仅仅32次的扫描时间，高对称性的VOCl₃就给出了接近于氢谱的核磁信号。

但另一方面，⁵¹VNMR的谱宽跨度横跨100ppm至-2000ppm的区域，这意味着不同氧化态（从V²⁺到V⁵⁺）、不同配位结构（四面体、三角双锥、八面体等）的钒，能在核磁⁵¹VNMR中得以区分。在钒氧基电池（一种有前景的液流电池）中，电解液的钒离子（V²⁺, V³⁺, VO²⁺, VO₂⁺）的价态和配位状态直接决定电池性能，⁵¹VNMR强信号，广谱宽的特性使其成为监测电解液健康状态、防止沉淀物生成的理想工具。

以下是不同价态⁵¹V的出峰位置

• V(Ⅳ)O²⁺：-540至-560 ppm（受配体种类影响）
• V(Ⅴ)O₂⁺：-720至-750 ppm
• V(Ⅲ)：约-1550 ppm（宽峰）
• V(Ⅱ)：约-2250 ppm