वैनेडियम पेंटोक्साइड की संरचना और रासायनिक गुण

1. क्रिस्टल की संरचना

आधार एकक

समन्वय पॉलीहेड्रोन: द्वारा गठित एक स्तरित संरचनावो टेट्राहेड्राऔरवो टेट्राहेड्रासामान्य चेहरों या कोणों से जुड़ा हुआ है।

इंटरलेयर बल: परतों को कमजोर द्वारा एक साथ रखा जाता हैवान डेर वाल्स फोर्सेसऔर आसानी से स्तरीकृत कर सकते हैं (ग्रेफाइट के समान)।

अंतरिक्ष समूह

क्रिस्टल तंत्र: ऑर्थोरॉम्बिक सिस्टम (अंतरिक्ष समूह (अंतरिक्ष समूह)पित्ताशय).

सेल विकल्प:

a = 11,51 Å, b = 4,37 Å, c = 3,56 Å.

प्रत्येक इकाई सेल में होता है2 वैनेडियम परमाणुऔर5 ऑक्सीजन परमाणु.

संरचनात्मक विशेषताओं

वैनेडियम-ऑक्सीजन बंधन लंबाई:

लघु बॉन्ड (~ 1.58 Å): v=o डबल बॉन्ड (टेट्राहेड्रल एपेक्स ऑक्सीजन)।

लंबे बॉन्ड (~ 1। 78-2। 02)): VO सिंगल बॉन्ड (इंट्रालेयर ब्रिज ऑक्सीजन)।

परतदार अनिसोट्रॉपी: आसानी से साथ मिट गयाबी-अक्ष, परिणामस्वरूप v₂o₅ अक्सर एक पपड़ी या सुई जैसी आकार पर ले जाता है।

2. रासायनिक गुण

रिडॉक्स गुण

मजबूत ऑक्सीडाइज़र:

उच्च तापमान पर, एचसीएल, एचबीआर, आदि को ऑक्सीकरण किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:
V2o 5+6 hcl Δ2vocl 2+ cl 2+3 h2o

कम-वैलेंस ऑक्साइड (VO2, V2O3, या वैनेडियम धातु) बनाने के लिए एजेंटों (जैसे, H2, C) को कम करने के साथ प्रतिक्रिया करता है।

खुद से उपचार:

गर्म होने पर विघटित हो जाता है690 डिग्री और ऊपर:
2V2O5 Δ4vo 2+ o2}

एसिड-बेस रिएक्शन (एम्फोटेरिक)

एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता हैरूप देनावनाडेट आयन (vo₂⁺),जैसे जब सल्फ्यूरिक एसिड में भंग किया जाता है:
V2o 5+2 H2SO4 → 2VO2SO 4+ H2O

अल्कलिस के साथ प्रतिक्रिया करता हैरूप देनावैनडेट्स(उदाहरण के लिए, सोडियम मेटावनाडेट नवाओ):
V2o 5+2 NaOH → 2Navo 3+ H2O

मजबूत अल्कलिस में और विघटन पैदा करता हैरंगहीन(ऑर्थोवैंडेट)।

उत्प्रेरक गतिविधि

सल्फ्यूरिक एसिड उद्योग: SO₂ के ऑक्सीकरण को SO₃ से कैटालाइज़ करता है (तंत्र में v⁵⁺↔v⁴⁺ चक्र शामिल है):
2SO 2+ o2v2o52so3

चयनात्मक ऑक्सीकरणजैसे, बेंजीन के ऑक्सीकरण से मैरिक एनहाइड्राइड और एक्रिलिक एसिड के लिए प्रोपेन।

कार्बनिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया

अल्कोहल और एल्डिहाइड का ऑक्सीकरण: जैसे, इथेनॉल को एसिटाल्डिहाइड के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है और आगे एसिटिक एसिड के लिए होता है।

पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाएँ: कुछ पॉलिमर (जैसे, पॉलीथीन) के संश्लेषण के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

3. इलेक्ट्रॉनिक गुण और पट्टी संरचना

अर्धचालक गुण: के बारे में बैंडगैप2.3 ईवी(प्रकाश की दृश्य सीमा में अवशोषण)।

चार्ज ट्रांसफर:V ⁵⁵⁺ का इलेक्ट्रॉन कॉन्फ़िगरेशन इसे आसानी से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने और रेडॉक्स चक्र में भाग लेने की अनुमति देता है।

4. विशेष घटनाएं और प्रतिक्रियाएँ

परस्पर -रसायन विज्ञान: ली और ना आयनों को परतों के बीच अंतर किया जा सकता है, जिसका उपयोग लिथियम-सोडियम आयन बैटरी में किया जाता है:
V2o 5+ xli ++ xe- → lixV2O5

-संश्लेषण: पराबैंगनी प्रकाश के प्रभाव में कार्बनिक पदार्थ (जैसे, डाई अपघटन) के क्षरण को उत्प्रेरित कर सकते हैं।