Оксид ванадия(IV)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Оксид ванадия​(IV)​
Изображение молекулярной модели
VO2 crystal.jpg
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
Рег. номер EINECS 234-841-1
SMILES
InChI
ChEBI 30047
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
Огнеопасность 0: Негорючее веществоОпасность для здоровья 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможным остаточным повреждениям (например, диэтиловый эфир)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
0
2
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

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]

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.

Структура VO2 (сверху моноклинная α-фаза, снизу высокотемпературная тетрагональная β-фаза). Атомы ванадия показаны фиолетовым цветом, кислорода — розовым

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:

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 электропроводности 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]

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.