1. Krystalová struktura
Základní jednotka
Koordinační polyhedron: Vrstvená struktura vytvořenáVo₅ TetrahedraaVo₄ Tetrahedraspojené běžnými tvářemi nebo úhly.
Mezivrstvé síly: Vrstvy jsou drženy pohromadě slabýmiVan der Waals sílya může snadno stratifikovat (podobně jako grafit).
Vesmírná skupina
Krystalový systém: Ortorhombický systém (vesmírná skupinaPMMN).
Možnosti buněk:
a = 11,51 Å, b = 4,37 Å, c = 3,56 Å.
Každá buňka jednotky obsahuje2 atomy vanadua5 atomů kyslíku.
Strukturální charakteristiky
Délka vazby vanadu a kyslíku:
Krátké vazby (~ 1,58 Á): V=o dvojité vazby (tetrahedrální vrchol kyslík).
Dlouhé vazby (~ 1. 78-2. 02 Á): VO Single Bonds (Intralayer Bridge Oxygen).
Vrstvená anizotropie: snadno erodovalOsa B.což má za následek, že v₂o₅ často zabírají šupinatý nebo jehla podobný tvaru.
2. Chemické vlastnosti
Redoxní vlastnosti
Silný oxidační oxidační prostředek:
Při vysokých teplotách, HCI, HBR atd. Lze oxidovat, například:
V2o 5+6 hcl δ2vocl 2+ cl 2+3 h2o
Reaguje s redukčními činidly (např. H2, c) za vzniku oxidů s nízkou variací (VO2, V2O3 nebo vanadium kov).
Samoléčení:
rozkládá se, když se zahřívá690 stupňů a vyšší:
2V2O5 Δ4vo 2+ O2 ↑
Reakce na bázi kyseliny (amfoterická)
Reaguje s kyselinamiformovationty vanadátu (vo₂⁺),např. Při rozpuštění u kyseliny sírové:
V2O 5+2 H2SO4 → 2vo2so 4+ H2O
Reaguje s alkalikyformovatvanadáty(např. Metavanadate sodný navo₃):
V2o 5+2 naoh → 2navo 3+ h2o
Další rozpuštění při silnéch alkaliích produkujebezbarvé [vo₄] ³-(orthovantedate).
Katalytická aktivita
Průmysl kyseliny sírové: katalyzuje oxidaci SO₂ na SO₃ (mechanismus zahrnuje cyklus V⁵⁺↔v⁴⁺):
2SO 2+ O2V2O52SO3
Selektivní oxidace: např. Oxidace benzenu na anhydrid maleic a propan na kyselinu akrylovou.
Reakce s organickými látkami
Oxidace alkoholů a aldehydů: např. Ethanol je oxidován na acetaldehyd a dále na kyselinu octovou.
Polymerační reakce: Působí jako katalyzátor syntézy určitých polymerů (např. Polyethylen).
3. Elektronické vlastnosti a struktura proužků
Polovodičové vlastnosti: bandgap2,3 ev(Absorpce ve viditelném rozsahu světla).
Přenos poplatku: TheKonfigurace D⁰ Elektronová konfigurace V⁵⁵⁺ umožňuje snadno přijímat elektrony a účastnit se redoxních cyklů.
4. Speciální jevy a reakce
Interkalační chemie: Li a na ionty mohou být interkalovány mezi vrstvami, které se používají v lithium-sodíkových iontových bateriích:
V2o 5+ xli ++ xe- → lixV2O5
Fotocitlivost: Může katalyzovat degradaci organické hmoty (např. Rozklad barviva) pod vlivem ultrafialového světla.
