Оксид ванадия(IV) (Ktvn; fgug;nx(IV))
Оксид ванадия(IV) | |
---|---|
![]() | |
![]() | |
Общие | |
Систематическое наименование |
Оксид ванадия(IV) |
Традиционные названия | Окись ванадия |
Хим. формула | VO2 |
Физические свойства | |
Состояние | чёрно-синие кристаллы |
Молярная масса | 82,94 г/моль |
Плотность | 4,34 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 1545 °C |
• кипения | 2727 °C |
Мол. теплоёмк. | 57,3 Дж/(моль·К) |
Энтальпия | |
• образования | -713 кДж/моль |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 12036-21-4 |
PubChem | 82849 |
Рег. номер EINECS | 234-841-1 |
SMILES | |
InChI | |
ChEBI | 30047 |
ChemSpider | 74761 |
Безопасность | |
NFPA 704 | |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
![]() |
Окси́д вана́дия(IV) (также диокси́д вана́дия, двуо́кись вана́дия) — бинарное неорганическое соединение, окись металла ванадия с формулой VO2, чёрно-синие кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидраты.
Получение
[править | править код]- Мягкое восстановление оксида ванадия(V) с помощью, например, оксида углерода(II), оксида серы(IV) или при сплавлении с щавелевой кислотой:
- Нагревание оксидов ванадия(III) и ванадия(V) в инертной атмосфере:
Физические свойства
[править | править код]Оксид ванадия(IV) при нормальных условиях образует чёрно-синие кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 21/c, параметры ячейки a = 0,5743 нм, b = 0,4517 нм, c = 0,5375 нм, β = 122,61°, Z = 4, d = 4,571 г/см3 (α-форма). Эта форма является антиферромагнетиком с температурой Нееля 345 К.
При температуре 67 или 68 °C происходит переход в β-фазу тетрагональной сингонии, пространственная группа P 41/mnm, параметры ячейки a = 0,454 нм, c = 0,285 нм, Z = 2, d = 4,653 г/см3, тип рутила. Энтальпия перехода 3,1 кДж/моль.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c7/VO2_structure.png/220px-VO2_structure.png)
Образует кристаллогидраты:
- VO2·H2O — зелёного цвета, может рассматриваться как VO(OH)2 — гидроксид ванадила или H2VO3 — метаванадиевая кислота;
- VO2·2H2O — синего цвета, может рассматриваться как V(OH)4 — гидроксид ванадия(IV);
- 2VO2·H2O — чёрно-синего цвета;
- 2VO2·7H2O
Химические свойства
[править | править код]- Реагирует с кислотами с образованием солей ванадила:
- Реагирует с щелочами с образованием ванадитов:
- Восстанавливается водородом:
- Реагирует с пероксидом натрия, образуя ванадат(V):
Фазовый переход и проводимость
[править | править код]В диоксиде ванадия при температуре 67 (по другим сведениям 68) °C происходит «фазовый переход полупроводник−металл»[1]. При этом происходит скачок удельного сопротивления от 10−6 до 10−1 ом·метр. Меняются также и оптические свойства: показатель преломления падает от 2,5 до 2,0 [2].
Применение
[править | править код]Оксид ванадия(IV) применяется в производстве ванадиевых бронз, как полупроводниковый материал для терморезисторов, переключателей элементов памяти, дисплеев, для стеклянных покрытий, которые блокируют инфракрасное излучение.
Поликристаллические плёнки VO2 используют в электронных устройствах, в визуализаторах инфракрасного (ИК) излучения, нелинейно-оптических ограничителях излучения, в качестве сред для записи голограмм, в зеркалах с управляемым коэффициентом отражения.[3]
Примечания
[править | править код]- ↑ Шадрин Е. Б., Ильинский А. В. О природе фазового перехода металл-полупроводник в диоксиде ванадия // Физика твёрдого тела. — 2000. — Т. 42, вып. 6. — С. 1092—1099. Архивировано 24 декабря 2013 года.
- ↑ Ильинский А. В., Квашенкина О. Е., Шадрин Е. Б. Фазовый переход и корреляционные эффекты в диоксиде ванадия // Физика и техника полупроводников. — 2012. — Т. 46, вып. 4. — С. 439—446. Архивировано 24 декабря 2013 года.
- ↑ Виноградова О. П. и др. Синтез и свойства нанокристаллов диоксида ванадия в силикатных пористых стёклах // Физика твёрдого тела. — 2008. — Т. 50, № 4. — С. 734—740. Архивировано 5 октября 2016 года.
Литература
[править | править код]- Слотвинский-Сидак Н. П. Ванадия оксиды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 351—352. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.; Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
- Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
- Неорганическая химия / Под ред. Ю. Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.
Это заготовка статьи о неорганическом веществе. Помогите Википедии, дополнив её. |