1. Struktura krystaliczna
Jednostka podstawowa
Koordynacja wielościan: Struktura warstwowa utworzona przezVo₅ TetrahedraIVo₄ Tetrahedrapołączone wspólnymi twarzami lub kątami.
Siły międzywarstwowe: Warstwy są trzymane razem przez słabesiły van der waalsi może łatwo stratyfikować (podobne do grafitu).
Grupa kosmiczna
System kryształów: System ortorhombowy (grupa kosmicznaPmmn).
Opcje komórkowe:
a = 11,51 Å, b = 4,37 Å, c = 3,56 Å.
Każda komórka jednostkowa zawiera2 atomy wanaduI5 atomów tlenu.
Charakterystyka strukturalna
Długości wiązań wanadu-tlenku:
Krótkie wiązania (~ 1,58 Å): V=o Podwójne wiązania (wierzchołek czworościennego tlenu).
Długie wiązania (~ 1. 78-2. 02 Å): Vo pojedyncze wiązania (tlen mostu wewnątrzayerowego).
Warstwowa anizotropia: Łatwo erodowaneOś B., powodując, że V₂O₅ często przyjmuje kształt łuszczącego się lub igły.
2. Właściwości chemiczne
Właściwości redoks
Mocny utleniacz:
W wysokich temperaturach HCl, HBR itp. Można utleniać, na przykład:
V2O 5+6 HCl δ2VOCl 2+ cl 2+3 h2O
Reaguje z czynnikami redukującymi (np. H2, C), tworząc tlenki o niskiej wartości (VO2, V2O3 lub Metal wanadowy).
Samoleczenie:
rozkłada się po podgrzewaniu690 stopni i powyżej:
2v2O5 δ4vo 2+ o2 ↑
Reakcja kwasowo-zasadowa (amfoteryczna)
Reaguje z kwasamido utworzeniajony wanadatu (vo₂⁺),np. po rozpuszczeniu w kwasie siarkowym:
V2O 5+2 H2SO4 → 2VO2SO 4+ H2O
Reaguje z alkalisdo utworzeniaVanadates(np. Sodium Metavanadate Navo₃):
V2O 5+2 naOH → 2Navo 3+ h2O
Dalsze rozwiązanie u silnych alkaliów produkujebezbarwny [vo₄] ³-(ortoracie).
Aktywność katalityczna
Przemysł kwasu siarkowego: katalizuje utlenianie SO₂ do SO₃ (mechanizm obejmuje cykl V⁵⁺↔V⁴⁺):
2SO 2+ O2v2O52SO3
Selektywne utlenianie: np. Utlenianie benzenu do bezwodnika maleinowego i propanu do kwasu akrylowego.
Reakcja z substancjami organicznymi
Utlenianie alkoholi i aldehydów: np. Etanol jest utleniany do aldehydu octowego i dalej do kwasu octowego.
Reakcje polimeryzacji: Działa jako katalizator syntezy niektórych polimerów (np. polietylen).
3. Właściwości elektroniczne i struktura paska
Właściwości półprzewodnikowe: Bandgap o2,3 eV(Absorpcja w widocznym zakresie światła).
Przeniesienie ładunku:D⁰ Konfiguracja elektronów V⁵⁵⁺ pozwala mu łatwo akceptować elektrony i uczestniczyć w cyklach redoks.
4. Specjalne zjawiska i reakcje
Chemia interkalacji: Jony Li i Na można interkalować między warstwami, które są stosowane w akumulatorach jonów litowo-sodowych:
V2o 5+ xli ++ xe- → lixV2O5
Fotouczułość: Może katalizować degradację materii organicznej (np. Rozkład barwnika) pod wpływem światła ultrafioletowego.
