Uppbygging og efnafræðilegir eiginleikar vanadíumpentoxíðs

1. Kristall uppbygging

Grunneining

Samhæfingarfjölliður: Lagskipt uppbygging mynduðVO₅ tetrahedronsOgVO₄ tetrahedrons, tengdur með sameiginlegum brúnum eða hornum.

Millilaga kraftar: Lög eru haldin saman af veikumvan-der-Waals herliðiðog geta flagnað auðveldlega (eins og grafít).

Geimhópur

Kristallkerfi: Orthorhombic kerfi (rýmishópurPmmn).

Cell Options:

a=11,51 Å, b=4,37 Å, c=3,56 Å.

Hver einingarreitur inniheldur2 vanadíum atómOg5 súrefnisatóm.

Byggingareiginleikar

Lengd vanadíum-súrefnistengi:

Stutt tengi (~1,58 Å): V=O tvítengi (fjórlaga hornpunktssúrefni).

Löng tengi (~1,78-2,02 Å): VO eintengi (innra lagsbrúar súrefni).

Lagskipt anisotropy: auðveldlega eytt meðframb ás, sem leiðir til þess að V₂O₅ tekur oft á sig hreisturlaga eða nálarlíka lögun.

2. Efnafræðilegir eiginleikar

Redox eiginleikar

Sterkt oxunarefni:

Við háan hita er hægt að oxa HCl, HBr o.s.frv. Til dæmis:
V2O5+6HCl Δ2VOCl2+Cl2+3H2O

Hvarfast við afoxunarefni (td H2, C) og myndar lággild oxíð (VO2, V2O3 eða vanadíummálmur).

Sjálfslækning:

brotnar niður við hitun til690 gráður og yfir:
2V2O5 Δ4VO2+O2↑

sýru-basaviðbrögð (amfótær)

Hvarfast við sýrurmeð menntunvanadat-jónir (VO₂⁺)td þegar það er leyst upp í brennisteinssýru:
V2​O5​+2H2​SO4​→2VO2​SO4​+H2​O

Hvarfast við basameð menntunvanadates(td natríummetavanadat NaVO₃):
V2​O5​+2NaOH→2NaVO3​+H2​O

Við frekari upplausn í sterkum basa myndast þaðlitlaus [VO₄]³-(orthovanadate).

Hvatavirkni

Brennisteinssýruiðnaður: hvatar oxun SO₂ í SO₃ (aðferðin felur í sér V⁵⁺↔V⁴⁺ hringrásina):
2SO2​+O2​V2​O5​​2SO3​

Sértæk oxun: til dæmis oxun bensens í maleinsýruanhýdríð og própans - í akrýlsýru.

Viðbrögð við lífrænum efnum

Oxun alkóhóla og aldehýða: Til dæmis er etanól oxað í asetaldehýð og síðan í ediksýru.

Fjölliðunarviðbrögð: Virkar sem hvati fyrir myndun ákveðinna fjölliða (td pólýetýlen).

3. Rafeiginleikar og hljómsveitaruppbygging

Hálfleiðara eiginleikar: ræma bil um2.3 eV(gleypni á sýnilegu sviði ljóss).

Gjaldflutningur: d⁰ rafeindastilling V⁵⁵⁺ gerir það kleift að taka við rafeindum auðveldlega og taka þátt í enduroxunarlotum.

4. Sérstök fyrirbæri og viðbrögð

Innheimt efnafræði: Li- og Na-jónir geta verið fléttaðar á milli laga, sem er notað í litíum-natríumjónarafhlöðum:
V2O5+xLi++xe-→LixV2O5

Ljósnæmi: Getur hvatt niðurbrot lífrænna efna (eins og niðurbrot litarefna) undir áhrifum útfjólublás ljóss.