1. Struktur kristal
Unit asas
Polyhedron koordinasi: Struktur berlapis terbentukVo₅ tetrahedronsDanVo₄ tetrahedrons, dihubungkan dengan tepi atau sudut biasa.
Angkatan Interlayer: Lapisan dipegang bersama dengan lemahvan - der - daya Waalsdan boleh dengan mudah (seperti grafit).
Kumpulan Angkasa
Sistem kristal: Sistem Orthorhombic (Kumpulan AngkasaPMMN).
Pilihan sel:
A=11, 51 Å, B=4, 37 Å, C=3, 56 Å.
Setiap sel unit mengandungi2 atom vanadiumDan5 atom oksigen.
Ciri -ciri struktur
Vanadium - panjang ikatan oksigen:
Bon pendek (~ 1.58 Å): v=o Bonds double (tetrahedral vertex oksigen).
Ikatan panjang (~ 1.78 - 2.02 Å): vo ikatan tunggal (intralayer bridging oksigen).
Anisotropi berlapis: mudah dimusnahkan bersamaB paksi, mengakibatkan V₂o₅ sering mengambil bentuk bersisik atau jarum.
2. Sifat kimia
Sifat redoks
Ejen pengoksidaan yang kuat:
Pada suhu tinggi, HCl, HBr, dan lain -lain boleh dioksidakan. Contohnya:
V2O 5+6 hcl Δ2vocl 2+ cl 2+3 h2o
Bertindak balas dengan pengurangan agen (contohnya H2, C) untuk membentuk oksida rendah (VO2, V2O3 atau vanadium logam).
Penyembuhan diri:
terurai ketika dipanaskan hingga690 darjah dan ke atas:
2v2o5 Δ4vo 2+ o2 ↑
asid - reaksi asas (amphoteric)
Bertindak balas dengan asiddengan pendidikanvanadate - ion (vo₂⁺), sebagai contoh, apabila dibubarkan dalam asid sulfurik:
V2 O5 +2 H2 SO4 → 2VO2 SO4+H2 O.
Bertindak balas dengan alkalidengan pendidikanVanadates(Sebagai contoh, natrium metavanadate navo₃):
V2 O5 +2 NaOH → 2NAVO3+H2 O.
Apabila pembubaran lebih lanjut dalam alkali yang kuat, ia membentuktidak berwarna [vo₄] ³ -(Orthovanadate).
Aktiviti pemangkin
Industri Asid Sulfurik: memangkin pengoksidaan So₂ to So₃ (mekanisme melibatkan kitaran V⁵⁺↔v⁴⁺):
2SO2+O2 V2 O5 2SO3
Pengoksidaan selektif: Sebagai contoh, pengoksidaan benzena kepada anhydride maleik, dan propana - kepada asid akrilik.
Tindak balas dengan bahan organik
Pengoksidaan alkohol dan aldehid: Sebagai contoh, etanol dioksidakan kepada asetaldehid dan kemudian kepada asid asetik.
Tindak balas pempolimeran: Bertindak sebagai pemangkin untuk sintesis polimer tertentu (contohnya polietilena).
3. Sifat elektronik dan struktur band
Sifat semikonduktor: jalur jurang mengenai2.3 eV(Penyerapan dalam julat cahaya yang kelihatan).
Pemindahan caj: D⁰ Konfigurasi Elektronik V⁵⁵⁺ membolehkannya dengan mudah menerima elektron dan mengambil bahagian dalam kitaran redoks.
4. Fenomena dan tindak balas khas
Kimia Interkalasi: Ion li dan na boleh dihubungkan antara lapisan, yang digunakan dalam lithium - bateri natrium ion:
V2o 5+ xli ++ xe - → lixV2O5
Photosensitivity: Boleh memangkin penguraian bahan organik (seperti penguraian pewarna) di bawah pengaruh cahaya ultraviolet.