1. Kristallstruktur
Basenhet
Samordning polyhedron: En skiktad struktur bildad avVo₅ tetrahedraochVo₄ tetrahedraanslutna med vanliga ansikten eller vinklar.
Mellanlagringsstyrkor: Skikten hålls samman av svagavan der Waals styrkoroch kan lätt stratifiera (liknande grafit).
Rymdgrupp
Kristallsystem: Orthorhombic System (Space GroupPmmn).
Mobilalternativ:
a = 11,51 Å, b = 4,37 Å, c = 3,56 Å.
Varje enhetscell innehåller2 vanadiumatomeroch5 syreatomer.
Strukturella egenskaper
Vanadium-syre-bindningslängder:
Korta bindningar (~ 1,58 Å): V=O dubbelbindningar (tetrahedral spets syre).
Långa bindningar (~ 1. 78-2. 02 Å): VO -enstaka bindningar (intralayer bridge syre).
Skiktad anisotropi: lätt eroderadb-axeln, vilket resulterar i v₂o₅ som ofta tar på sig en skalig eller nålliknande form.
2. Kemiska egenskaper
Redoxegenskaper
Starkt oxidationsmedel:
Vid höga temperaturer kan HCL, HBR, etc. oxideras till exempel:
V2o 5+6 hcl Δ2vocl 2+ cl 2+3 h2O
Reagerar med reducerande medel (t.ex. H2, C) för att bilda lågvalensoxider (VO2, V2O3 eller vanadiummetall).
Självläkande:
sönderdelas när den värms upp till690 grad och högre:
2v2o5 Δ4vo 2+ o2 ↑
Acid-basreaktion (amfoterisk)
Reagerar med syroratt bildaVanadate -joner (VO₂⁺),t.ex. när det är upplöst i svavelsyra:
V2O 5+2 H2SO4 → 2VO2SO 4+ H2O
Reagerar med alkalisatt bildavanadater(t.ex. natriummetavanadat navo₃):
V2O 5+2 NaOH → 2Navo 3+ H2O
Ytterligare upplösning i starka alkalier producerarfärglös [Vo₄] ³-(ortovandat).
Katalytisk aktivitet
Svavelsyraindustri: katalyserar oxidationen av so₂ till so₃ (mekanism inkluderar v⁵⁺↔v⁴⁺ -cykeln):
2so 2+ O2V2O52SO33
Selektiv oxidation: t.ex. oxidation av bensen till malisk anhydrid och propan till akrylsyra.
Reaktion med organiska ämnen
Oxidation av alkoholer och aldehyder: t.ex. etanol oxideras till acetaldehyd och vidare till ättiksyra.
Polymerisationsreaktioner: fungerar som en katalysator för syntesen av vissa polymerer (t.ex. polyeten).
3. Elektroniska egenskaper och stripstruktur
Halvledaregenskaper: bandgap om2.3 EV(Absorption i det synliga ljusområdet).
Avgiftsöverföring: TheD⁰ Elektronkonfiguration av V⁵⁵⁺ tillåter den att enkelt acceptera elektroner och delta i redoxcykler.
4. Speciella fenomen och reaktioner
Interkalationskemi: Li och Na-joner kan interkaleras mellan lager, som används i litium-nonjonbatterier:
V2o 5+ xli ++ xe- → lixV2O5
Fotosensitivitet: Kan katalysera nedbrytningen av organiskt material (t.ex. färgämne -sönderdelning) under påverkan av ultraviolett ljus.
