1. Struttura cristallina
Unità di base
Coordinamento poliedro: Una struttura a strati formata daVo₅ TetraedraEVo₄ Tetraedracollegato da facce o angoli comuni.
Forze intersager: Gli strati sono tenuti insieme da deboliVan der Waals forzee può facilmente stratificarsi (simile alla grafite).
Gruppo spaziale
Sistema di cristallo: Sistema ortorombico (gruppo spazialePMMN).
Opzioni cellulari:
a = 11,51 Å, b = 4,37 Å, c = 3,56 Å.
Ogni cella unitaria contiene2 atomi di vanadioE5 atomi di ossigeno.
Caratteristiche strutturali
Lunghezza del legame vanadio-ossigeno:
Short Bonds (~ 1,58 Å): V=o Double Bonds (ossigeno apice tetraedrico).
Long Bonds (~ 1. 78-2. 02 Å): vo single bond (ossigeno a ponte intralayer).
Anisotropia a strati: facilmente eroso lungol'asse B., risultando in v₂o₅ spesso assumendo una forma squamosa o simile a un ago.
2. Proprietà chimiche
Proprietà redox
Ossidizer forte:
Ad alte temperature, HCl, HBR, ecc. Possono essere ossidati, ad esempio:
V2o 5+6 hcl Δ2vocl 2+ Cl 2+3 H2O
Reagisce con gli agenti riducenti (ad es. H2, C) per formare ossidi a bassa velocità (VO2, V2O3 o metallo di vanadio).
Auto-guarigione:
si decompone quando riscaldato a690 gradi e sopra:
2v2o5 Δ4vo 2+ o2 ↑
Reazione acida-base (anfoterica)
Reagisce con gli acidiformareioni vanadati (Vo₂⁺),ad esempio quando sciolto in acido solforico:
V2O 5+2 H2SO4 → 2VO2SO 4+ H2O
Reagisce con gli alcaliformareVanadati(EG, Sodio Metavanadate Navo₃):
V2O 5+2 NaOH → 2Navo 3+ H2O
Ulteriore dissoluzione nei forti alcali produceincolore [vo₄] ³-(ortovandate).
Attività catalitica
Industria dell'acido solforico: catalizza l'ossidazione di So₂ a So₃ (il meccanismo include il ciclo V⁵⁺↔V⁴⁺):
2SO 2+ O2v2o52SO3
Ossidazione selettiva: ad es. Ossidazione del benzene a anidride maleica e propano all'acido acrilico.
Reazione con sostanze organiche
Ossidazione di alcoli e aldeidi: ad esempio, l'etanolo è ossidato in acetaldeide e più in acido acetico.
Reazioni di polimerizzazione: funge da catalizzatore per la sintesi di alcuni polimeri (ad es. polietilene).
3. Proprietà elettroniche e struttura a strisce
Proprietà dei semiconduttori: bandgap di circa2,3 eV(assorbimento nella gamma visibile di luce).
Trasferimento di addebito: ilD⁰ La configurazione di elettroni di V⁵⁵⁺ gli consente di accettare facilmente gli elettroni e partecipare ai cicli redox.
4. Fenomeni e reazioni speciali
Chimica di intercalazione: Gli ioni Li e Na possono essere intercalati tra gli strati, che viene utilizzato nelle batterie a ioni di litio-sodio:
V2o 5+ xli ++ xe- → lixV2O5
Fotosensibilità: Può catalizzare il degrado della materia organica (ad es. Decomposizione del colorante) sotto l'influenza della luce ultravioletta.
