Пентафторид ванадия
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Фторид ванадия(V) | |
| Другие имена Пентафторид ванадия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.112 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Характеристики | |
| ВФ 5 | |
| Молярная масса | 145.934 |
| Появление | бесцветное твердое вещество |
| Плотность | 2,502 г/см 3 (твердый) |
| Температура плавления | 19,5 ° C (67,1 ° F; 292,6 К) |
| Точка кипения | 48,3 ° С (118,9 ° F; 321,4 К) |
| Родственные соединения | |
Другие катионы | Фторид ниобия(V) Фторид тантала(V) |
Родственные соединения ванадия | Оксид ванадия(V) Трифторид ванадия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Фторид ванадия(V) — неорганическое соединение с химической формулой VF 5 . Это бесцветная летучая жидкость [1] который замерзает при комнатной температуре. Это высокореактивное соединение, о чем свидетельствует его способность фторировать органические вещества. [2]
Свойства и структура
[ редактировать ]Соединение представляет собой исключительно мономер в газовой фазе. [3] В газовой фазе он принимает геометрию D 3h симметричную тригонально-бипирамидальную , как показывает дифракция электронов . [4] В твердом состоянии VF 5 образует полимерную структуру с октаэдрическими ванадиевыми центрами с фторидными мостиками. [3] [5]
Энтальпия образования VF 5 составляет -1429,4 ± 0,8 кДж/моль. [6]
Это единственный известный пентагалогенид ванадия.
Синтез
[ редактировать ]Пентафторид ванадия можно получить фторированием металлического ванадия: [7] [1]
- 2 V + 5 F 2 → 2 VF 5
Альтернативно, диспропорционирование тетрафторида ванадия дает равные количества твердого трифторида и летучего пентафторида: [8] [9] [1]
- 2 VF 4 → VF 3 + VF 5
Это преобразование проводится при температуре 650°C. Его также можно синтезировать, используя элементарный фтор для фторирования промышленных концентратов и сырья с целью производства VF 5 в промышленных масштабах. VF 5 может быть синтезирован реакцией такого сырья, как металлический ванадий , феррованадий , оксид ванадия (V) и тетрафторид ванадия, с элементарным фтором . [10]
VF 5 ионизируется в жидком состоянии, о чем свидетельствуют высокие значения постоянной Траутона и электропроводности . [11]
Характеристики и реакционная способность
[ редактировать ]Интерес к этому высококоррозионному соединению начался в пятидесятые годы, когда были проведены обширные исследования его физико-химических свойств. [10] Это мощный фторирующий и окислительный агент. Окисляет элементарную серу до тетрафторида серы :.
- С + 4 ВФ 5 → 4 ВФ 4 + СФ 4
Как и другие электрофильные галогениды металлов, он гидролизуется сначала до оксигалогенида :
- ВФ 5 + Н 2 О → ВОФ 3 + 2 ВЧ
Затем к бинарному оксиду:
- 2 ВОФ 3 + 3 Н 2 О → В 2 О 5 + 6 ВЧ
Гидролиз ускоряется в присутствии основания. Несмотря на склонность к гидролизу, его можно растворять в спиртах.
Это кислота Льюиса , о чем свидетельствует образование гексафторованадата: [12] [13] [14]
- ВФ 5 + КФ → КВФ 6
Пентафторид ванадия является более слабой кислотой и в основном подвергается реакциям окислительного и фторирования. [15]
Соединение фторирует ненасыщенные полифторолефины в полифторалканы. [10]
Соединение растворяется без реакции в жидких Cl 2 и Br 2 . VF 5 умеренно растворим в HF.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 989. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ Кантерфорд, Дж. Х.; О'Доннелл, Томас А. (1 марта 1967 г.). «Реакционная способность фторидов переходных металлов. IV. Окислительно-восстановительные реакции пентафторида ванадия». Неорганическая химия . 6 (3): 541–544. дои : 10.1021/ic50049a025 . ISSN 0020-1669 .
- ^ Jump up to: а б Браунштейн, С.; Латремуй, Ж. (15 июня 1974 г.). «Сложные фторанионы в растворе. V. Пентафторид ванадия» . Канадский химический журнал . 52 (12): 2236–2241. дои : 10.1139/v74-323 . ISSN 0008-4042 .
- ^ Хаген, Кольбьерн.; Гилберт, Майкл М.; Хедберг, Лиза; Хедберг, Кеннет. (1 июля 1982 г.). «Молекулярная структура газообразного пентафторида ванадия VF5». Неорганическая химия . 21 (7): 2690–2693. дои : 10.1021/ic00137a031 . ISSN 0020-1669 .
- ^ Браунштейн, С. (1 июня 1980 г.). «Структура VF5 в растворе». Журнал химии фтора . 15 (6): 539–540. дои : 10.1016/S0022-1139(00)85231-8 .
- ^ Никитин, М.И.; Збежнева, С.Г. (16 декабря 2014 г.). «Термохимия фторидов ванадия: энтальпии образования фторидов ванадия». Высокая температура . 52 (6): 809–813. дои : 10.1134/S0018151X14060108 . ISSN 0018-151X . S2CID 98343689 .
- ^ Треворроу, Ле; Фишер Дж.; Штойненберг, РК (1957). «Получение и свойства пентафторида ванадия». Журнал Американского химического общества . 79 (19): 5167–5168. дои : 10.1021/ja01576a023 .
- ^ Рафф, Отто ; Ликфетт, Герберт (1911). «Ванадинфториды» . Отчеты Немецкого химического общества . 44 (3): 2539–2549. дои : 10.1002/cber.19110440379 .
- ^ Кавелл, Р.Г.; Кларк, ХК (1963). «Термохимия фторидов ванадия». Труды Фарадеевского общества . 59 : 2706. дои : 10.1039/TF9635902706 .
- ^ Jump up to: а б с Красильников, ВА; Andreev, GG; Karelin, AI; Гузеева, ТИ; Furin, GG; Bardin, VV; Авраменко, АА (1995-10-17). "ChemInform Abstract: Synthesis and Use of Vanadium Pentafluoride". ChemInform . 26 (42): no. doi : 10.1002/chin.199542022 . ISSN 1522-2667 .
- ^ Кларк, ХК; Эмелеус, HJ (январь 1958 г.). «40. Химические реакции с пентафторидами ванадия, ниобия и тантала». Дж. Хим. Соц. : 190–195. дои : 10.1039/jr9580000190 .
- ^ Nikolsky, B. P. [Никольский, Б.П.] et al , eds. (1971). Справочник химика [ The Chemist's Handbook ] (in Russian) . 3 р-д (corrected) ed. Leningrad : Khimiya .
- ^ Knunyants, I. L. [Кнунянц, И.Л.] et al , eds. (1995). Химическая энциклопедия [ A Chemical Encyclopedia ] (in Russian) . Moscow: Soviet Encyclopedias. ISBN 978-5-85270-092-6
- ^ Lidin, R. A. [Лидин Р.А.] et al (2000). Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов [ Chemical Properties of Inorganic Substances: A University Textbook ] (in Russian) . 3 р-д (исправлено) изд. Москва: Химия . ISBN 978-5-7245-1163-6
- ^ Фаулер, Брайан Р.; Мосс, Кеннет К. (1 декабря 1979 г.). «ЯМР-исследование химии раствора пентафторида ванадия». Журнал химии фтора . 14 (6): 485–494. дои : 10.1016/S0022-1139(00)82524-5 .
Другое чтение
[ редактировать ]- Арнольд Ф. Холлеман, Нильс Виберг: Учебник неорганической химии , 102-е издание, де Грюйтер, Берлин, 2007, стр. 1545. ISBN 978-3-11-017770-1 .