1. Kiderakenne
Perusyksikkö
Koordinaatiopolyedroni: Kerrostettu rakenne muodostettuTetraedrajaTetraedraYhdistettynä tavallisilla kasvoilla tai kulmilla.
Välikerroksen voimat: Kerrokset pitävät yhdessä heikotvan der Waals -voimatja voi helposti stratifioida (samanlainen kuin grafiitti).
Avaruusryhmä
Kristallijärjestelmä: Ortorombinen järjestelmä (avaruusryhmäPMMN).
Soluvaihtoehdot:
a = 11,51 Å, b = 4,37 Å, c = 3,56 Å.
Jokainen yksikkösolu sisältää2 vanadiiniatomiaja5 happiatomia.
Rakenteelliset ominaisuudet
Vanadium-happea sidospituudet:
Lyhyet sidokset (~ 1,58 Å): v=o kaksoissidokset (tetraedrinen kärjen happi).
Pitkät sidokset (~ 1. 78-2. 02 Å): VO Yksisidokset (Kayer -sillan sisäinen happi).
Kerrostettu anisotropia: helposti heikentynyt pitkinB-akseli, mikä johtaa siihen, että v₂o₅ ottaa usein hilseilevän tai neulamaisen muodon.
2. Kemialliset ominaisuudet
Redox -ominaisuudet
Vahva hapetin:
Korkeissa lämpötiloissa HCL, HBR jne. Voidaan hapettaa esimerkiksi:
V2o 5+6 hcl Δ2vocl 2+ cl 2+3 H2O
Reagoi pelkistävien aineiden (esim. H2, C) kanssa matalan valenssioksidien (VO2, V2O3 tai Vanadium-metallin) muodostamiseksi.
Itseparannus:
hajoaa, kun se on lämmitetty690 astetta ja enemmän:
2V2O5 Δ4vo 2+ o2 ↑
Happo-emäsreaktio (amfoteerinen)
Reagoi happojen kanssamuodostaaVanadate -ionit (vo₂⁺),Esimerkiksi, kun se on liuennettu rikkihapossa:
V2O 5+2 H2SO4 → 2VO2SO 4+ H2O
Reagoi alkalin kanssamuodostaavanadaattia(esim. Natriummetavanadaatti Navo₃):
V2o 5+2 naoh → 2navo 3+ h2o
Lisää liukenemista vahvassa alkalissa tuottaaväritön [vo₄] ³-(ortovandate).
Katalyyttinen aktiivisuus
Rikkihappoteollisuus: katalysoi So₂: n hapettumista niin (mekanismi sisältää v⁵⁺↔v⁴⁺ -syklin):
2SO 2+ O2V2O52SO3
Valikoiva hapetus: esim. Bentseenin hapettuminen maleiinihappoanhydridiksi ja propaaniksi akryylihapolle.
Reaktio orgaanisten aineiden kanssa
Alkoholien ja aldehydien hapettuminen: Esimerkiksi etanoli hapettuu asetaldehydiksi ja etikkahapoksi.
Polymerointireaktiot: toimii katalysaattorina tiettyjen polymeerien synteesille (esim. Polyeteeni).
3. Elektroniset ominaisuudet ja nauharakenne
Puolijohdeominaisuudet: Bandgap noin2.3 eV(imeytyminen näkyvällä valoalueella).
Maksunsiirto:D⁰ V⁵⁵⁺: n elektronikokoonpano antaa sen helposti hyväksyä elektronit ja osallistua redox -sykliin.
4. Erityiset ilmiöt ja reaktiot
Interkalaatiokemia: Li- ja Na-ionit voidaan yhdistää kerroksien välillä, jota käytetään litium-natriumioni-akkuissa:
V2o 5+ xli ++ xe- → lixV2O5
Valoherkkyys: Voi katalysoida orgaanisen aineen hajoamista (esim. Väriaineen hajoaminen) ultraviolettivalon vaikutuksesta.
