Русская Википедия:Оксид ванадия(IV)
Окси́д вана́дия(IV) (также диокси́д вана́дия, двуо́кись вана́дия) — бинарное неорганическое соединение, окись металла ванадия с формулой VOШаблон:Sub, чёрно-синие кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидраты.
Получение
- Мягкое восстановление оксида ванадия(V) с помощью, например, оксида углерода(II), оксида серы(IV) или при сплавлении с щавелевой кислотой:
- <math>\mathsf{V_2O_5 + H_2C_2O_4 \ \xrightarrow{T}\ 2VO_2 + 2CO_2 + H_2O }</math>
- Нагревание оксидов ванадия(III) и ванадия(V) в инертной атмосфере:
- <math>\mathsf{V_2O_3 + V_2O_5 \ \xrightarrow{800^oC}\ 4VO_2 }</math>
Физические свойства
Оксид ванадия(IV) при нормальных условиях образует чёрно-синие кристаллы Шаблон:Крист (α-форма). Эта форма является антиферромагнетиком с температурой Нееля 345 К.
При температуре 67 или 68 °C происходит переход в β-фазу Шаблон:Крист, тип рутила. Энтальпия перехода 3,1 кДж/моль.
Образует кристаллогидраты:
- VOШаблон:Sub·HШаблон:SubO — зелёного цвета, может рассматриваться как VO(OH)Шаблон:Sub — гидроксид ванадила или HШаблон:SubVOШаблон:Sub — метаванадиевая кислота;
- VOШаблон:Sub·2HШаблон:SubO — синего цвета, может рассматриваться как V(OH)Шаблон:Sub — гидроксид ванадия(IV);
- 2VOШаблон:Sub·HШаблон:SubO — чёрно-синего цвета;
- 2VOШаблон:Sub·7HШаблон:SubO
Химические свойства
- Реагирует с кислотами с образованием солей ванадила:
- <math>\mathsf{VO_2 + 2HCl \ \xrightarrow{}\ VOCl_2 + H_2O }</math>
- Реагирует с щелочами с образованием ванадитов:
- <math>\mathsf{4VO_2 + 2KOH \ \xrightarrow{}\ K_2V_4O_9 + H_2O }</math>
- Восстанавливается водородом:
- <math>\mathsf{2VO_2 + H_2 \ \xrightarrow{530-600^oC}\ V_2O_3 + H_2O }</math>
- Реагирует с пероксидом натрия, образуя ванадат(V):
- <math>\mathsf{2VO_2 + Na_2O_2 \ \xrightarrow{}\ 2NaVO_3 }</math>
Фазовый переход и проводимость
В диоксиде ванадия при температуре 67 (по другим сведениям 68) °C происходит «фазовый переход полупроводник−металл»[1]. При этом происходит скачок электропроводности от Шаблон:E до Шаблон:E ом·метр. Меняются также и оптические свойства: показатель преломления падает от 2,5 до 2,0 [2].
Применение
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
Литература
Шаблон:Inorganic-compound-stub Шаблон:Оксиды Шаблон:Соединения ванадия
