Vanádium(IV)-oxid

Vanádium-oxid (IV).


Tábornok
Szisztematikus név	Vanádium-oxid (IV).
Hagyományos nevek	Vanádium-oxid
Chem. képlet	VO2_ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot	fekete-kék kristályok
Moláris tömeg	82,94 g/ mol
Sűrűség	4,34 g/cm³
Termikus tulajdonságok
Hőfok
• olvadás	1545 °C
• forralás	Olvadáspont: 2727 °C
Mol. hőkapacitás	57,3 J/(mol K)
Entalpia
• oktatás	-713 kJ/mol
Osztályozás
Reg. CAS szám	12036-21-4
PubChem	82849
Reg. EINECS szám	234-841-1
MOSOLYOK	O=[V]=O
InChI	InChI=1S/2O.VGRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N
CHEBI	30047
ChemSpider	74761
Biztonság
NFPA 704	0 2 0
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A vanádium (IV)-oxid (más néven vanádium-dioxid , vanádium- dioxid ) egy bináris szervetlen vegyület, a vanádium -fém-oxid VO 2 képlete , fekete-kék kristályok, vízben oldhatatlanok, kristályos hidrátokat képeznek .

Getting

Vanádium (V)-oxid enyhe redukciója például szén-monoxiddal (II) , kén-oxiddal (IV) vagy oxálsavval való fúzióval :

{\mathsf {V_{2}O_{5}+H_{2}C_{2}O_{4}\ {\xrightarrow {T))\ 2VO_{2}+2CO_{2}+H_{2 }O}}

Vanádium (III) és vanádium(V) -oxidok hevítése inert atmoszférában:

{\displaystyle {\mathsf {V_{2}O_{3}+V_{2}O_{5}\ {\xrightarrow {800^{o}C))\ 4VO_{2))))

Fizikai tulajdonságok

A vanádium(IV)-oxid normál körülmények között a monoklin rendszer fekete-kék kristályait képezi , P 2 1 / c tércsoport , sejtparaméterek a = 0,5743 nm , b = 0,4517 nm , c = 0,5375 nm , β = 122, , 61 Z =4 , d =4,571 g/cm3 ( a-forma). Ez a forma egy antiferromágnes , amelynek Neel hőmérséklete 345 K.

67 vagy 68 °C hőmérsékleten átmenet következik be a tetragonális rendszer β-fázisába , P 4 1 / mnm tércsoport , cellaparaméterek a = 0,454 nm , c = 0,285 nm , Z = 2 , d = 4,653 g/cm 3 , rutil típusú . Átmeneti entalpia 3,1 kJ/mol.

Kristályos hidrátokat képez:

VO 2 H 2 O - zöld, VO (OH) 2 - vanadil-hidroxidnak vagy H 2 VO 3 - metavanadinsavnak tekinthető;
VO 2 2H 2 O - kék, V (OH) 4 - vanádium (IV) hidroxidnak tekinthető;
2VO 2 H 2 O - fekete-kék;
2VO2 7H2O _ _ _

Kémiai tulajdonságok

Reagál savakkal vanadil -sókat képezve :

{\mathsf {VO_{2}+2HCl\ {\xrightarrow {}}\ VOCl_{2}+H_{2}O))

Lúgokkal reagál, vanaditokat képezve :

{\mathsf {4VO_{2}+2KOH\ {\xrightarrow {}}\ K_{2}V_{4}O_{9}+H_{2}O))

Hidrogénnel visszanyerve :

{\mathsf {2VO_{2}+H_{2}\ {\xrightarrow {530-600^{o}C))\ V_{2}O_{3}+H_{2}O))

Reagál nátrium-peroxiddal , vanadátot(V) képezve:

{\displaystyle {\mathsf {2VO_{2}+Na_{2}O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2NaVO_{3))))

Fázisátmenet és vezetés

A vanádium-dioxidban 67 (más források szerint 68) °C hőmérsékleten „félvezető-fém fázisátalakulás” megy végbe [1] . Ebben az esetben az elektromos vezetőképesség 10 -6 -ról 10 -1 ohm ·méterre ugrik. Az optikai tulajdonságok is változnak: a törésmutató 2,5-ről 2,0-ra csökken [2] .

Alkalmazás

A vanádium(IV)-oxidot vanádiumbronzok előállításához használják félvezető anyagként termisztorokhoz, memóriakapcsolókhoz, kijelzőkhöz, üvegbevonatokhoz, amelyek blokkolják az infravörös sugárzást.

A polikristályos VO 2 fóliákat elektronikai eszközökben, infravörös (IR) sugárzás megjelenítőiben, nemlineáris optikai sugárzáskorlátozókban, hologramok rögzítésének közegeként, szabályozott reflexiós együtthatójú tükrökben használják. [3]

Jegyzetek

↑ Shadrin E. B., Ilyinsky A. V. A fém-félvezető fázisátalakulás természetéről vanádium-dioxidban // Szilárdtestfizika. - 2000. - T. 42 , sz. 6 . - S. 1092-1099 . (Orosz)
↑ Iljinszkij A. V., Kvashenkina O. E., Shadrin E. B. Fázisátmeneti és korrelációs hatások vanádium-dioxidban // A félvezetők fizika és technológiája. - 2012. - T. 46 , sz. 4 . - S. 439-446 . (Orosz)
↑ Vinogradova O.P. et al. Vanádium-dioxid nanokristályok szintézise és tulajdonságai porózus szilikát üvegekben // Szilárdtest-fizika. - 2008. - T. 50 , 4. sz . - S. 734-740 . Archiválva az eredetiből 2016. október 5-én. (Orosz)

Irodalom

Slotvinsky-Sidak N.P. Vanádium-oxidok // Kémiai Enciklopédia : 5 kötetben / Ch. szerk. I. L. Knunyants . - M . : Szovjet Encyclopedia , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 351-352. — 623 p. — 100.000 példány. - ISBN 5-85270-008-8 .
Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. és mások – 2. kiadás, javítva. — M.; L .: Kémia, 1966. - T. 1. - 1072 p.
Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. és mások – 3. kiadás, javítva. - L . : Kémia, 1971. - T. 2. - 1168 p.
Ripan R., Chetyanu I. Szervetlen kémia. Fémek kémiája. - M . : Mir, 1972. - T. 2. - 871 p.
Szervetlen kémia / Szerk. Yu. D. Tretyakova. - M . : Akadémia, 2007. - T. 3. - 352 p.

oxidok
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Mint 2 O 3 Mint 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O InO 2 O 3 - ban	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	Nál nél
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tuberkulózis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vö . 2 O 3	Es	fm	md	nem	lr

Vanádium vegyületek

Vanádium(II)-bromid (VBr 2 ) Vanádium(III)-bromid (VBr 3 ) Vas(III) -vanadát (FeVO 4 ) vanadinsav (HVO 3 ) Vanádium-gallid (V 3 Ga) Hexakarbonil-vanadium (V(CO) 6 ) Vanádium(II)-hidroxid (V(OH) 2 ) Vanádium(III)-hidroxid (V(OH) 3 ) Vanádium-diborid (VB 2 ) Vanádium-diszelenid (VSe 2 ) Vanádium-diszilicid (VSi 2 ) Vanádium-diszulfid (VS 2 ) Vanádium-difoszfid (VP 2 ) Vanádium(II)-jodid (VI 2 ) Vanádium(III)-jodid (VI 3 ) Vanádium-karbid (VC) Ammónium-metavanadát (NH 4 VO 3 ) Vas(III)-metavanadát (Fe(VO 3 ) 3 ) Kálium-metavanadát (KVO 3 ) Kobalt(II)-metavanadát (Co(VO 3 ) 2 ) Réz(II)-metavanadát (Cu(VO 3 ) 2 ) Nátrium-metavanadát (NaVO 3 ) Ólom(II)-metavanadát (Pb(VO 3 ) 2 ) Vanádium-nitrid (VN) vanádium(III) -oxibromid (VOBr) Vanádium(II)-oxid (VO) Vanádium(III)-oxid (V 2 O 3 ) Vanádium(IV)-oxid (VO 2 ) Vanádium(V)-oxid (V 2 O 5 ) Vanádium(IV)-oxidifluorid (VOF 2 ) Vanádium(IV) -oxidiklorid (VOCl 2 ) vanádium(III) -oxibromid (VOBr) Vanádium(IV)-oxidibromid ( VOBr2 ) vanádium(V)-oxitribromid ( VOBr3 ) Vanádium(V)-oxi-trifluorid (VOF 3 ) Vanádium-triklorid-oxid (VOCl 3 ) vanádium(III) -oxi-klorid (VOCl) Nátrium-ortovanadát (Na 3 VO 4 ) Trivanadium-pentoxid (V 3 O 5 ) Pivanádsav (H 4 V 2 O 7 ) Vanádium(II) -szelenid (VSe) Vanádium(III)-szelenid (V 2 Se 3 ) Vanádium szilicid (V 2 Si) Trivanadium szilicid (V 3 Si) Vanadil -szulfát (VOSO 4 ) Vanádium(II)-szulfát (VSO 4 ) Vanádium(III)-szulfát (V 2 (SO 4 ) 3 ) Vanádium(III)-ammónium-szulfát (VNH 4 (SO 4 ) 2 ) vanádium(II)-szulfid (VS) Vanádium(III)-szulfid (V 2 S 3 ) Vanádium(V ) -szulfid ( V2S5 ) Vanádium-tetraszulfid (VS 4 ) Ammónium-trimetavanadát ((NH 4 ) 3 V 3 O 9 ) Vanádium-foszfid (VP) Divanadium-foszfid (V 2 P) Trivanadium-foszfid (V 3 P) Vanádium(II)-fluorid (VF 2 ) Vanádium(III)-fluorid (VF 3 ) Vanádium(IV)-fluorid ( VF4 ) Vanádium(V)-fluorid ( VF5 ) Hexaamin - vanadium(III)-klorid ([V(NH3 ) 6 ] Cl3 ) Vanádium(II)-klorid (VCl 2 ) Vanádium(III)-klorid (VCl 3 ) Vanádium(IV)-klorid (VCl 4 ) Dioxovanádium(V)-klorid ((VO 2 )Cl)