無機(jī)元素化學(xué)-釩

釩先后被兩次發(fā)現(xiàn)。第一次是在1801年由墨西哥城的礦物學(xué)教授節(jié)烈里瓦發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)它在亞釩酸鹽樣本中，這個(gè)樣本就是Pb5(VO4)3Cl，由于這種新元素的鹽溶液在加熱時(shí)呈現(xiàn)鮮艷的紅色，所以被取名為“愛麗特羅尼”，即“紅色”的意思，并將他送到巴黎。然而，法國(guó)化學(xué)家推斷它是一種被污染的鉻礦石，所以沒有被人們公認(rèn)。

第二次發(fā)現(xiàn)是在1830年，瑞典化學(xué)家塞夫斯特倫（SefstromNG，1787-1845。)在研究斯馬蘭礦區(qū)的鐵礦時(shí)，用酸溶解鐵，在殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)了釩。因?yàn)殁C的化合物的顏色五顏六色，十分漂亮，所以就用古希臘神話中一位叫凡娜迪絲“Vanadis”的美麗女神的名字給這種新元素起名叫“Vanadium”。釩單質(zhì)

釩是一種銀灰色金屬，具有典型的體心立方結(jié)構(gòu)，純釩較軟，具有延展性，含有雜質(zhì)時(shí)脆而硬。

釩與堿和非氧化性酸都不作用，但可溶于HF溶液，濃硫酸、硝酸和王水中：V+8HNO3=V(NO3)4+4NO2+4H2O2V+6HF=2VF2+3H2

由于外層d電子存在較強(qiáng)的金屬鍵，使得釩具有較高的熔沸點(diǎn)和原子化焓。

VBV釩3d34s2性質(zhì)和用途

電子構(gòu)型為(n-1)d3ns2價(jià)態(tài)有+V、+IV、+III、+II,以+V、+IV價(jià)最為穩(wěn)定。

釩的主要用途在于冶煉特種鋼。在鋼中加釩的好處是，釩可和鋼中的碳結(jié)合形成V4C3,它在鋼中成小顆粒分散而提高鋼的抗磨能力和高溫時(shí)的強(qiáng)度，以及抗沖擊的性能。釩釩及其化合物自然界的存在形式：

綠硫釩礦(VS4)、釩鉛礦[Pb5(VO4)3Cl]，豐度僅為0.016%(列第19位）。

VBV釩3d34s2釩的主要化合物V2O5制備：工業(yè)上用氯化焙燒法或堿熔法；若要制取純度較高的五氧化二釩： 2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O2VOCl3+3H2O=V2O5+6HCl

晶體結(jié)構(gòu)：

具有層狀結(jié)構(gòu)，釩可被視為處在一個(gè)畸變四方棱錐體中，V(V)與五個(gè)氧原子形成五個(gè)V-O鍵。V2O5的化學(xué)性質(zhì)微溶于水，顯兩性主要呈酸性，在強(qiáng)堿中生成正釩酸鹽:

V2O5+6NaOH=2Na3VO4+3H2OV2O5也具有微弱的堿性，在強(qiáng)酸中能生成VO2+粒子，但VO2+是一種較強(qiáng)的氧化劑

V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2+3H2O

VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O

2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2+2H2O

上述反應(yīng)用于測(cè)定釩V2O5用H2還原時(shí)，可制得一系列低氧化態(tài)的氧化物

VO2(深綠色)、V2O3(墨色)、VO（黑色）

7釩酸鹽和多釩酸鹽 MIVO3(偏釩酸鹽)M3IVO4(正釩酸鹽) M2V2O7(焦釩酸鹽)M3V3O9(多釩酸鹽)VO43-時(shí)四面體結(jié)構(gòu)，但是V－O鍵結(jié)合不十分牢固，其中O2－可能同H+離子結(jié)合成水。

向釩酸鹽中加H+，pH值逐漸下降，生成不同聚合度的多釩酸鹽，隨著pH值的下降，多釩酸根中釩原子越多。

2VO43-+2H+2HVO42-V2O74-+H2O(pH>=13)

3V2O74-+6H+2V3O93-+3H2O(pH>=8.4)

10V3O93-+12H+3V10O286-+6H2O(8>pH>3)

聚合度越大，顏色加深，由淡黃色變到深紅色。

8釩酸鹽和多釩酸鹽溶液轉(zhuǎn)為酸性后，聚合度不改變，直到十釩酸鹽而終止，后面是獲質(zhì)子的反應(yīng)：

[V10O28]6-+H+[HV10O28]5-

[HV10O28]5-+H+[H2V10O28]4-

但pH＝2，則有V2O5水合紅棕色沉淀

pH=1溶液中存在穩(wěn)定的黃色VO2+粒子

[H2V10O28]4-+14H+10VO2++8H2O

VO43-V2O74-V3O93-V10O286-H2V10O284-VO2+

1:41:3.51:31:2.81:2.81:2pH≥13pH≥8.48>pH>3pH=2pH=19釩酸鹽和多釩酸鹽VO43-根離子中O2-離子，可以被其他陰離子取代。加入H2O2，若溶液是弱堿，中性，弱酸性時(shí)，得到黃色二過氧釩酸粒子[VO2(O2)2]3-，若