Важнейшие соединения ванадия.

Соединения двухвалентного ванадия.

Оксид ванадия (II) VO. Черно-серые кубические кристаллы (плотность равна 5,76 г/см3 [2], твердые, диспропорционируют при нагревании в вакууме на V2О3 и ванадий. Мало растворим в воде. Проявляет основной характер и растворяется в разбавленных кислотах. Получают восстановлением V2О3 или V2О5 ванадием при 1750оС.

Гидроксид ванадия (II) V(OH)2.
Образуется в виде коричневого осадка при обработке щелочами водных растворов солей ванадия (II). Является очень слабым основанием, неустойчивым и легко окисляющимся на воздухе.

Фторид ванадия (II) VF2.
Фиолетовые кристаллы, tпл=1127°С [2], tкип=2227°С [2].

Хлорид ванадия (II) VCl2.
Расплывающиеся на воздухе зеленые гексагональные кристаллы. tпл=1350°С, tпл=1000°С [2], tкип=1377°С, плотность равна 3,23 г/см3 [2]. Растворяется в воде, спирте, эфире. Проявляет восстановительные свойства. Окисляется на воздухе. Получают действием газообразного HCl на нагретый ванадий или по действием цинка с соляной кислотой на оксид ванадия (V).
-461 кДж/моль;-415 кДж/моль;97,1 Дж/моль.K [3].

Бромид ванадия (II) VBr2.
Коричнево-желтые гексагональные кристаллы. tпл=827°С [2], tкип=1227°С [2]. Получают восстановлением бромида ванадия (III) в токе водорода.

Иодид ванадия (II) VI2.
Фиолетово-розовые гексагональные пластинки. tпл=777°С [2], tкип=927°С [2], плотность равна 5,44 г/см3 [2]. Мало растворим в абсолютном спирте, бензоле, четыреххлористом углероде, сероуглероде. Сублимируется при 800°С в вакууме и превращается в V2O5 нагреванием в кислороде при 500°С. Получают нагреванием VI3 в вакууме при температуре выше 280оС.

Сульфид ванадия (II) VS.
Черно-коричневый порошок. Плотность равна 4,20 г/см3 [2]. неустойчив на воздухе. Устойчив к действию разбавленных кислот HCl, H2SO4, растворяется в сульфиде аммония или концентрированной серной кислоте. Получают сильным нагреванием V2S3 в атмосфере водорода.

Соединения трехвалентного ванадия.

Оксид ванадия (III) V2O3.
Парамагнитый блестящий черный кристаллический порошок. tпл=1970°С, tкип=3027°С [2], плотность равна 4,87 г/см3 [2]. Мало растворим в воде. обладает слабо основным характером и растворяется в кислотах. Восстанавливается водородом и углем при нагревании. Получают восстановлением оксида ванадия (V) монооксидом углерода, водородом при нагревании. Применяют для получения цветных стекол, а также в качестве катализатора при разложении первичных спиртов и дегидрогенизации циклопентана.

Гидроксид ванадия (III) V(OH)3.
Образуется в виде зеленого хлопьевидного осадка, легко окисляющегося на воздухе, обладающего слабо основным характером и превращающегося в соли ванадия (III) при растворении в кислотах без доступа воздуха. Получают обработкой солей ванадия (III) щелочью или гидроксидом аммония без доступа воздуха.

Фторид ванадия (III) VF3.
Зеленовато-желтый порошок. tпл=1127°С [2], tкип=1427°С [2], плотность равна 3,36 г/см3 [2]. Мало растворим в воде и органических растворителях. Восстанавливается водородом при 500оС. Известен кристаллогидрат VF3.2О. Получают действием газообразного HF на VCl2 или VCl3, а также нагреванием VF3 в атмосфере HF.

Хлорид ванадия (III) VCl3.
Расплывающиеся на воздухе блестящие красновато-розовые пластинки. плотность равна 3,00 г/см3 [2]. Гидролизуется водой. Растворяется в органических растворителях. При повышенной температуре восстанавливается водородом до металлического ванадия. Получают нагреванием тетрахлорида ванадия при 150-160оС, действием газообразного HCl на ванадий при нагревании.
-581,2 кДж/моль;-511,9 кДж/моль;131,0 Дж/моль.K [3].

Бромид ванадия (III) VBr3.
Расплывающиеся на воздухе зеленовато-черные кристаллы. Растворяется в спирте, эфире, ацетоне, бензоле, сероуглероде. Плохо растворим в бромоводородной кислоте. Разлагается при нагревании. Подвергается водному гидролизу. Получают прямым взаимодействием элементов или обработкой нитрида либо карбида ванадия бромом при нагревании.

Иодид ванадия (III) VI3.
Очень гигроскопичный темно-зеленый кристаллический порошок. Растворяется в воде, гидролизуясь. Растворяется в абсолютном спирте. Окисляется на воздухе при 130°С. Разлагается при 280°С на иодид ванадия (II) и иод. Известен кристаллогидрат VI3.2О. Получают прямым взаимодействием элементов в вакууме при 150-280оС.

Оксихлорид ванадия (III) VOCl.
Желто-коричневый порошок. tкип=127°С [2], плотность равна 3,6 г/см3 [2]. Мало растворим в воде. Растворяется в разбавленной азотной кислоте. Получают гидролизом хлорида ванадия (III) в воде.

Оксибромид ванадия (III) VOBr.
Фиолетовые октаэдрические кристаллы. Плотность равна 4,0 г/см3 [2]. Мало растворим в воде, ацетоне, хлороформе, толуоле. Разлагается при нагревании на бромид ванадия (III) и оксид ванадия (III). Получают нагреванием VOBr2 в вакууме при 360оС.

Сульфид ванадия (III) V2S3.
Черный порошок или зеленовато-черные пластинки. плотность равна 4,7 г/см3 [2]. Мало растворим в воде, щелочах, соляной кислоте. Растворяется в азотной кислоте и сульфидах щелочных металлов. Получают нагреванием V2O3 в атмосфере Н2S.

Соединения четырехвалентного ванадия.

Оксид ванадия (IV) VO2.
Темно-синие кристаллы с решеткой типа рутила. tпл=1545°С, tкип=2727°С, плотность равна 4,40 г/см3 [2]. Проявляет амфотерные свойства. Мало растворим в воде. Растворяется в кислотах или щелочах. Окисляется при нагревании на воздухе или под действием азотной кислоты. Получают сплавлением оксидом ванадия (V) с щавелевой кислотой, нагреванием без доступа воздуха смеси V2О3 и V2О5, высушиванием в вакууме V(OH)4.

Фторид ванадия (IV) VF4.
Гигроскопичный желто-коричневый порошок. плотность равна 2,97 г/см3 [2]. Диспропорционирует в атмосфере азота при 325°С на VF3 и VF5. Растворяется в ацетоне, мало растворим в спирте и хлороформе. Растворение в воде сопровождается гидролизом. Получают действием плавиковой кислоты на тетрахлорид ванадия при низкой температуре.

Хлорид ванадия (IV) VCL4.
Маслянистая дымящая на воздухе красно-коричневая жидкость, плотность равна 1,82 г/см3 [2], tпл=154°С, tкип=-20°С. Затвердевает при -26°С, кипит при 148,5°С, температура разложения 164°С. Растворяется в сероуглероде, тетрахлорметане, бензоле, этиловом спирте, этиловом эфире и воде. Может служить хлорирующим агентом. Получают нагреванием металлического ванадия, нитрида VN, карбида VC или силицида VSi2 в атмосфере сухого газообразного хлора, а также действием хлористого тионила, сульфурила или фосгена на металлический ванадий.

Соединения пятивалентного ванадия.

Оксид ванадия (V) V2O5.
Токсичный оранжевый порошок. tпл=685°С, tкип=1827°С [2]. Он мало растворим в абсолютном спирте, ограниченно растворим в воде. При охлаждении расплавленного V2О5 выделяются красноватые ромбические кристаллы (плотность равна 3,34 г/см3), обнаруживающие слабо парамагнитные свойства. Проявляет амфотерные свойства. Получают при сжигании металлического ванадия в кислороде под давлением, прокаливанием на воздухе или в кислороде VО, V2О3, VО2, а также при гидролизе хлорида и бромида ванадия (V). Применяют при изготовлении стекла, задерживающего ультрафиолетовые лучи, а также в качестве катализатора при окислении диоксида серы, при окислении спирта, гидрогенизации олефинов, в производстве анилинового черного.
-1552 кДж/моль;-1421 кДж/моль;131,0 Дж/моль.K [3].

Фторид ванадия (V) VF5.
Белое твердое вещество. tпл=19°С [1], tпл=102°С [2], tкип=111,2°С [2], tкип=48°С [1], плотность равна 2,18 г/см3 [2]. Разъедает стекло, реагирует с эфиром и толуолом. Растворяется в воде, спирте, хлороформе, ацетоне. Мало растворим в сероуглероде. Получают разложением VF4 при 600°С, обработкой фтором нагретого до 300°С ванадия.

Окситрифторид ванадия (V) VOF3.
Очень гигроскопичное желтое твердое вещество. tпл=300°С [2], tкип=480°С [2], плотность равна 2,46 г/см3 [2]. Разъедает стекло. Растворяется в воде и органических растворителях. Получают нагреванием VF5 в атмосфере кислорода, обработкой V2О5 фтором.

Окситрихлорид ванадия (V) VOCl3.
Желтая жидкость. tпл=-77°С [1], tкип=128°С [1], плотность равна 1,76 г/см3 [2]. Растворяется в ацетоне, спирте, уксусном ангидриде. Восстанавливается водородом при нагревании. Гидролизуется следами воды. Является растворителем для AsCl3, PCl3, TiCl4, SnCl4, POCl3. Получают нагреванием смеси V2O5 с активированным углем в атмосфере хлора, нагреванием VCl3 в кислороде, нагреванием V2O5 с хлороводородной кислотой.

Окситрибромид ванадия (V) VOBr3.
Гигроскопичная темно-красная жидкость. tкип=130°С [1], плотность равна 2,93 г/см3 [2]. Легко разлагается на VOBr2 и бром. Получают пропусканием паров брома над нагретым V2O3 или над смесью V2O5 с углем.

Сульфид ванадия (V) V2S5.
Встречается в природе в виде минерала патронита. Черный порошок. Плотность равна 3,0 г/см3 [2]. При нагревании превращается в V2S3. Мало растворим в воде и растворяется в кислотах, щелочах, сульфидах и полисульфидах щелочных металлов или аммония. Получают нагреванием V2S3 с серой или обработкой водных растворов тиованадатов разбавленными кислотами.