2 钒的性质
二氧化钒 折射率 matlab-定义说明解析
二氧化钒折射率matlab-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在概述部分,我们将介绍二氧化钒这种化合物的基本概念和特性。
二氧化钒是一种化学式为VO2的化合物,它由钒和氧两种元素组成。
与许多金属氧化物类似,二氧化钒具有多种物理和化学性质,使其在各种领域有广泛的应用。
二氧化钒的一个重要特性是其电子结构的可调节性。
在较低温度下,二氧化钒的结构为单斜晶系,具有半导体性质。
当温度升高到临界点(约68摄氏度)以上时,二氧化钒会发生相变,结构变为四方晶系,并呈现出金属特性。
这种结构调变现象使得二氧化钒成为电子器件、存储器件和光学器件等领域的研究热点。
除了电子性质,二氧化钒还具有磁性、光学和热学性质。
一些研究表明,二氧化钒在特定的条件下表现出磁性行为,这对于磁性存储器件和传感器等应用具有重要意义。
此外,二氧化钒在红外光波段具有较高的折射率,因此在光学材料和光电器件中有着潜在的应用价值。
在二氧化钒的制备方法方面,研究人员已经开发出多种化学、物理和生物合成方法。
这些方法旨在获得高纯度和可控性的二氧化钒材料,并进一步探索其特性和应用潜力。
总之,二氧化钒作为一种多功能化合物,在电子、光学、磁性和热学等领域都有重要的研究价值和应用前景。
随着对其性质和制备方法的深入研究,我们可以期待二氧化钒在新型器件和材料的开发中发挥更大的作用,并带来更多的科学和技术进展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以编写如下:文章结构部分主要介绍了整篇文章的组成和章节安排。
本文共包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对本文的研究主题进行了概述,并介绍了文章的结构和目的。
接下来,正文部分将详细探讨二氧化钒的性质、制备方法和应用领域。
最后,结论部分对二氧化钒的重要性、潜在应用价值进行总结,并展望了二氧化钒研究的未来发展方向。
通过这样的结构布局,读者可以清晰了解文章的组成,同时也能更好地理解和掌握二氧化钒的相关知识。
接下来,我们将逐一介绍这些内容,为读者提供全面、系统的二氧化钒信息。
钒的物化性质
钒--碳系中只有V2C和VC两个中间相在1320℃以上的温度下稳定,两种碳化钒均系非化学计量化合物,其物理性能均与其实际组成有依赖关系。
一、钒的物理性质
钒属于元素周期表第VB族。它与其他VB族金属一样,具有体心立方结构,没有任何晶型变化,致密钒的外观呈浅灰色,熔点较高,在冶金分类上与同一副族的铌和钽同属于稀有高熔点金属。琪硬度和抗拉强度极限与加工和热处理状况及杂质含量有密切关系。纯钒具有良好的可塑性,在常温下可轧成片、箔和拉成丝。少量的杂质,特别是碳、氧、氮和氢等间隙元素,可使钒的可塑性降低,硬度和脆性增加。
不同价态的钒离子在酸性溶液中具有不同的颜色。因此,可以根据离子的颜色和颜色的深浅初步鉴别酸性溶液中钒离子的价态和离子浓度。
室温下金属钒较稳定,不与空气、水和碱作用,也能耐稀酸。高温下,金属钒很容易与氧化氮作用。当金属钒在空气中加热时,钒氧化成棕黑色的三氧化二钒、铁红色的四氧化二钒,并最终成为桔黄色的五氧化二钒。钒在氮气中加热至900~1300℃会生成氮化钒。钒与碳在高温下可生成碳化钒,但碳化反应必须在真空中进行。当钒在真空下或惰性气氛中与硅、硼、磷、砷一同加热时,可形成相应的硅化物、硼化物、磷化物和砷化物。
3、3、2、钒酸铵
偏钒酸铵在钒的湿法冶金中占有重要地位。偏钒酸铵为白色或微黄色的晶体粉末,微溶于水和氨水,难溶于冷水。它在不同温度下在水中溶解度也不尽相同。
当水溶液中有铵盐存在时,因共同离子效应,偏钒酸铵的溶解度下降。这一现象在钒的湿法冶金中被广泛应用。偏钒酸铵在常温下稳定,加热时易分解。它在空气中的分解反应为:
3、3、钒酸盐
通常说的钒酸盐多指含(V)V的钒酸盐。钒酸盐分偏矾酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4、和焦钒酸盐M4V2O7,式中M代表一价金属。Bi、Ca、Cd、Cr、Co、Cu、Fe、Pb、Mg、Mn、Ni、K、Ag、Na、Sn和Zn均能生成钒酸盐。碱金属和镁的偏矾酸盐可溶于水,得到的溶液呈淡黄色。其他金属的钒酸盐不大能溶于水。
钒化合物性质资料
1.钒A.物理性质钒是一种单晶金属,呈银灰色,具有体心立方晶格,曾发现在1550℃以及-28~-38℃时有多晶转变。
钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。
O、H、N、C等杂质会使其性质变脆,少量则可提高其硬度及剪切力,但会降低其延展性。
钒的主要物理性质见表2-1钒的力学性质如表2-2所示。
表2-1 金属钒的物理性质性质数值性质数值原子序数23 热导率(100℃)/J·(cm·s·K)-10.31原子量50.9415 外观浅灰晶格结构体心立方外电子层3d34s2晶格常数a/mm 0.3024 焓(298K)/kJ·(mol·K)-1 5.27密度/kg·m-36110 熵(298K)/J·(mol·K)-129.5熔点/℃1890~1929 热容c p(298K液态)/kJ·(mol·K)-124.35~25.59 47.43~47.51沸点/℃3350~3409熔化热/kJ·mol-116.0~21.5热容c p①(298~990K)/kJ·(mol·K)-1a.24.134b.6.196×10-3c.-7.305×10-7d.-1.3892×105蒸气压/Pa 1.3×10-6(1200℃)1.3(2067℃)3.73(2190K) 207.6(2600K)蒸发热/kJ·mol-1444~502热容c p②(900~2200K)/kJ·(mol·K)-1a.25.9b.-1.25×10-4c.4.08×10-6线膨胀系数(20~200℃)/K-1(7.88~9.7)×10-6比电阻(20℃)/μΩ·cm24.8 温度系数(100℃)/cm·K-10.0034钒同位素46V 47V 48V 49V 50V 51V 52V 53V 54V 半衰期0.426s 33min 16.0d 330d 6×1015a 稳定 3.75min 2.0min 55s 丰度/% 0.25 99.75①c p=a+b T+c T 2+d T -2;②c p=a+b T+c T 2,式中,T为温度,K。
钒的性质及用途简介解析
钒的性质及用途简介钒是一种神奇的金属,化合价有2+、3+ 和5+ ,金属单质钒很少,其主要形态有:VO(氧化钒),V2O3(三氧化二钒),V2O5(五氧化二钒),FeV(钒铁)及偏钒酸铵等,工业上使用最多的是V2O5和FeV,主要用于冶金的添加剂,增强钢铁的强度和韧性。
一、性质1、钒的性质钒(Vanadium),化学符号V,元素周期表中序数为23,原子量为50.94。
钒是银白色略带蓝色的金属,具有延展性;含有氧、氮、氢时则变脆、硬。
钒在较高的温度下与原子量较小的非金属形成稳定的化合物;在低温下有良好的耐腐蚀性。
钒进入合金后可增强合金的强度,降低热膨胀系数。
钒在地壳中的丰度约为0.02%,比铜、锌、镍、铬都高。
按地壳中元素丰度排列第13位。
可以说,在地壳中含有非常丰富的钒金属。
但钒金属有一个特点,很难形成独立的矿床,伴生性非常明显,因此在自然界非常分散,通常和其他金属伴生,如:钒钛磁铁矿。
因此,不太容易单独对钒金属进行开采和提炼,钒产品多作为冶金业的副产品生产。
2、五氧化二钒的性质五氧化二钒(V2O5)为褐色固体,有两种形态:粉状和片状,因在富氧和缺氧的加热条件下而得到不同的形态。
五氧化二钒有毒性。
在国际化学剧毒品名录中排名第43位。
其毒性主要是对呼吸道有刺激,引起鼻粘膜充血。
如果过多的吸入了粉状的五氧化二钒,有头昏、恶心等感觉,擤鼻涕时可能会带有血丝。
如果五氧化二钒中毒,离开了现场症状自然缓解,休息一两天一般自然恢复,不需治疗。
在国内没有对五氧化二钒毒性检测的规程,但中华人民共和国国标中也明确列示其为剧毒物质,生产过程需要在省级安监部门办理安全生产许可证。
3 、偏钒酸铵偏钒酸铵(NH4VO3)为白色结晶体,既是一种独立的产品,也是制造五氧化二钒的上一道工序的中间产品,其性质与五氧化二钒相似,其生产也需要办理安全生产许可证。
4 、钒铁的性质工业上使用的钒,主要是元素钒。
五氧化二钒(V2O5)中,钒的原子量仅占56%,其余为氧原子量。
钒的物理性质
23
热导率(100℃)/(㎝·s·K)-1
0.31
原子量
50.9415
外观
同位素
外电子层
浅灰
47,48,49,50,51,52
品格结构
体心立方
品格常数 /nm
0.3024
密度/(㎏·m-3)
6110
焓(298K)/(kJ·(mol·K)-1)
5.27
29.5
熔点/℃
1890~1929
熵(298K)/(kJ·(mol·K)-1)
沸点/℃
3350~3409
热熔(298K)/(kJ·(mol·K)-1)
(液态)
24.35~25.59
47.43~47.51
熔化热/(kJ·mol-1)
16.0~21.5
p/(J·(mol·K)-1) a+bT+cT2+dT-2
蒸汽压/Pa
298~990K
a
24.134
2190K
3.37
b
6.196×10-3
0.0034
c
+4.08×10-6
表2 金属钒的力学性质
性能
工业纯品
高纯品
抗拉强度σb/(N·mm-2)
(245~450)/(210~250)
180
延展性/%
(10~15)/(40~60)
40
维氏硬度HV/(N·mm-2)
(80~150)/60
60~70
弹性模量/(kN·mm-2)
(137~147)/(120~130)
泊松比
0.35/0.36
屈服强度/(N·mm-2)
125~180
2600K
207.6
c
二价钒离子颜色
二价钒离子颜色钒是一种过渡金属,它的化学性质非常活泼,可以形成多种价态。
其中,二价钒离子是最常见的一种价态,在化学反应和化合物中都有广泛应用。
二价钒离子具有特殊的颜色,通常呈现出深蓝或紫色的色调,这是因为它们的电子结构和分子结构导致的。
二价钒离子的电子结构二价钒离子的电子结构为[d]3,其中d轨道填满了三个电子。
这意味着二价钒离子具有一个未成对电子,这个电子是从3d轨道中提升到4s轨道的。
这个未成对电子赋予了二价钒离子一些特殊的化学性质,比如它们很容易与其他物质发生化学反应,形成各种化合物。
二价钒离子的分子结构二价钒离子在化合物中通常呈现出八面体分子结构,这是因为它们的电子构型和价态所决定的。
在八面体分子结构中,钒离子处于八面体的中心位置,周围六个配位原子分别位于八面体的六个顶点。
这种分子结构是二价钒离子和其他物质发生化学反应的基础。
二价钒离子的颜色二价钒离子的颜色通常呈现出深蓝或紫色的色调,这是因为它们的电子结构和分子结构导致的。
在八面体分子结构中,二价钒离子的未成对电子可以吸收光子,从而发生能级跃迁。
这个能级跃迁所对应的光子通常是在红外和可见光谱范围内的,因此我们可以看到深蓝或紫色的颜色。
除了深蓝或紫色,二价钒离子还可以呈现出其他颜色,这取决于它们所处的化合物和化学环境。
比如,二价钒离子在硫酸钒(II)中呈现出黄绿色,而在氯化钒(II)中呈现出绿色。
这些颜色的产生也是由于能级跃迁所导致的。
总结二价钒离子是一种常见的钒离子,具有深蓝或紫色的颜色。
这种颜色的产生是由于它们的电子结构和分子结构所决定的。
二价钒离子在化学反应和化合物中有广泛应用,比如在钒酸盐和钒氧化物的生产中。
了解二价钒离子的颜色和化学性质有助于我们更好地理解它们的应用和反应过程。
钒元素的颜色之谜揭秘钒在玻璃和颜料中的奇妙应用
钒元素的颜色之谜揭秘钒在玻璃和颜料中的奇妙应用钒元素的颜色之谜揭秘:钒在玻璃和颜料中的奇妙应用钒元素是一种重要的过渡金属,在自然界中以多种氧化态存在。
除了在钢铁、合金、化工等行业中的广泛应用外,钒元素还有着让人惊叹的颜色表现能力。
本文将揭秘钒在玻璃和颜料中的奇妙应用。
第一章:钒元素的基本特性钒(V)的原子序数为23,原子量为50.94,其5s、4d轨道的电子结构决定了其物理、化学性质。
钒元素在不同氧化态中呈现不同的颜色,正是由于这一特性,钒得以在玻璃和颜料中发挥其独特的应用。
第二章:钒在玻璃中的应用2.1 钒元素赋予玻璃颜色的原理在玻璃中添加不同氧化态的钒,可以赋予玻璃不同的颜色。
比如,加入钒的最低氧化态,可以使玻璃呈现蓝色或绿色,而加入更高氧化态的钒则可使玻璃呈现黄色、橙色或红色。
2.2 钒玻璃制品的应用领域钒玻璃广泛应用于建筑、艺术品和光学仪器等领域。
在建筑中,钒玻璃可以通过调控钒元素的氧化态而呈现不同的颜色,增加建筑的美观性。
在艺术品中,钒玻璃的独特颜色效果使得作品更加生动鲜明。
在光学仪器中,钒玻璃可以用于滤光片、摄像机镜头等器件的制造,以调节和改善光线的颜色。
第三章:钒在颜料中的应用3.1 钒颜料的种类及特点钒颜料主要包括氧化钒黄、氧化钒红、氧化钒绿等,这些颜料都以钒元素的不同氧化态为基础,拥有鲜艳的颜色和良好的耐光性。
钒颜料的应用广泛,可以用于绘画、印刷、塑料等行业。
3.2 钒颜料对环境和健康的影响尽管钒颜料有着出色的色彩表现力,但其对环境和健康也有一定的影响。
钒颜料在加工和使用过程中会释放出部分钒元素,当超过一定浓度时可能对环境产生污染,因此在生产和使用中需要采取适当的措施来减少钒元素的释放。
结论:通过深入分析钒元素在玻璃和颜料中的应用,我们可以更好地理解钒元素在颜色表现方面的奇妙能力。
钒元素所呈现的多样化颜色,不仅丰富了人们的日常生活,而且在建筑、艺术和光学仪器等领域发挥着重要的作用。
钒离子各价态颜色
钒离子各价态颜色
钒元素是化学元素周期表中的第23号元素,具有多种不同的氧化态。
钒的主要氧化态分别为+2、+3、+4和+5。
每个氧化态对应着不同的电荷数和结构特征,因此在化学反应中展现出不同的性质和颜色。
+2价态的钒离子是钒的最低氧化态,也被称为亚钒离子。
这种离子是银白色的固体,溶于水后呈现出浅蓝色溶液。
在有机合成中,+2价的钒离子常被用作催化剂,在反应中发挥重要的作用。
+3价态的钒离子是常见的氧化态之一,也是最稳定的态势之一。
它是蓝色的固体,溶于水后溶液呈现深蓝色。
+3价钒离子在许多领域都具有重要的应用,例如作为染料、催化剂和电池材料。
+4价态的钒离子是一种黄色的固体,溶于水后呈现浅黄色溶液。
这种氧化态的稳定性相对较低,常需要在特定条件下才能得到。
它在化学反应中也扮演着重要的角色,常用于有机合成和催化剂制备。
+5价态的钒离子是钒的最高氧化态,通常被称为过钒酸盐。
它是黄色的晶体,溶于水后呈现橙黄色溶液。
+5价钒离子在化学反应中具有强氧化性,常用作催化剂、电池材料和化学分析试剂。
铜化学元素钒-概述说明以及解释
铜化学元素钒-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:铜和钒都是重要的化学元素,具有广泛的应用价值。
铜是一种常见的金属元素,具有良好的导电性和导热性,被广泛用于制造电线、管道、电器等。
钒是一种稀有的过渡金属元素,具有良好的耐磨性和热稳定性,被广泛用于合金制品、汽车零部件等领域。
本文将深入探讨铜和钒的性质以及它们的化合物,探索其在各个领域的应用与前景展望。
1.2 文章结构本文将首先介绍铜和钒这两种元素的性质,包括它们的物理性质和化学性质。
随后将重点讨论铜和钒之间的化合物,探讨它们的合成方法、结构特点和应用领域。
最后,我们将总结铜和钒的化学性质,并展望它们在未来的应用前景。
通过对这两种元素的深入研究,我们可以更好地了解它们在化学领域的重要性和潜在价值。
1.3 目的:本文旨在深入探讨铜和钒这两种化学元素的性质,并重点介绍它们的化合物。
通过对铜和钒的化学性质进行分析和比较,可以帮助读者更好地理解这两种元素在化学反应中的作用和特点。
此外,文章还将探讨铜和钒在工业生产和科学研究中的应用,展望其在未来的发展前景。
通过阐述铜和钒的重要性和应用前景,可以帮助读者更全面地认识这两种元素的价值和重要性。
2.正文2.1 铜的性质铜是一种重要的化学元素,原子序数为29,原子量为63.55,元素符号为Cu,属于第一周期第一族的过渡金属元素。
铜具有良好的导电性和导热性,是一种黄色的金属,常用于制作导线、管道和各种器具。
以下是铜的一些主要性质:1. 物理性质:- 密度:铜的密度为8.96克/立方厘米,是一种密度较高的金属。
- 熔点和沸点:铜的熔点为1083摄氏度,沸点为2595摄氏度。
- 色泽:铜呈现黄色金属光泽,表面可因氧化而呈现绿色。
2. 化学性质:- 反应性:铜在常温下不会与空气和水反应,但是会与氧气和酸性物质反应,产生氧化铜。
- 氧化态:铜主要存在+1和+2的氧化态,+1氧化态的化合物为氧化亚铜(Cu2O),+2氧化态的化合物为氧化铜(CuO)。
钒的物化性质
蒸汽压
V2O5(液)= V2O5(气)
△H298/kJ·mol-1
-1550.6
-713.37
-1218.8
-431.8
S298/J·K·mol-1
130.5
51.46
98.07
38.91
△G298/kJ·mol-1
-1420.0
-659.4
-1139.5
-404.4
3、2、钒酸
VO2是两性氧化物,能与碱形成四价钒的钒酸盐。五价钒的氧化物是酸性较强的两性氧化物,它与碱形成的钒酸盐的趋势更为明显。钒在溶液中的聚合状态不仅与溶液的酸度有关,而且也与其浓度关系密切。
对钒冶金而言,最重要的钒酸盐是钒酸钠和偏钒酸铵。
3、3、1、钒酸钠
偏钒酸钠(NaVO3)、焦钒酸钠(Na4V2O7)和正钒酸钠(Na3VO4)比较常见,它们在水中易溶解,生成水合物。以偏钒酸钠为例,在35℃以上时它能从其溶液中结晶出无水结晶,而在35℃以下则析出NaVO3·2H2O。偏钒酸钠的溶解度随温度升高而增加。
不同价态的钒离子在酸性溶液中具有不同的颜色。因此,可以根据离子的颜色和颜色的深浅初步鉴别酸性溶液中钒离子的价态和离子浓度。
室温下金属钒较稳定,不与空气、水和碱作用,也能耐稀酸。高温下,金属钒很容易与氧化氮作用。当金属钒在空气中加热时,钒氧化成棕黑色的三氧化二钒、铁红色的四氧化二钒,并最终成为桔黄色的五氧化二钒。钒在氮气中加热至900~1300℃会生成氮化钒。钒与碳在高温下可生成碳化钒,但碳化反应必须在真空中进行。当钒在真空下或惰性气氛中与硅、硼、磷、砷一同加热时,可形成相应的硅化物、硼化物、磷化物和砷化物。
一、钒的物理性质
钒属于元素周期表第VB族。它与其他VB族金属一样,具有体心立方结构,没有任何晶型变化,致密钒的外观呈浅灰色,熔点较高,在冶金分类上与同一副族的铌和钽同属于稀有高熔点金属。琪硬度和抗拉强度极限与加工和热处理状况及杂质含量有密切关系。纯钒具有良好的可塑性,在常温下可轧成片、箔和拉成丝。少量的杂质,特别是碳、氧、氮和氢等间隙元素,可使钒的可塑性降低,硬度和脆性增加。
钒的生物学作用
钒的生物学作用铜仁市科技局主办一、钒的性质钒(V)位于元素周期表第四周期第VB族。
钒的原子序数为23,相对原子量为50.9414,化合价有+5、+4、+3、+2,可以阳离子状态存在,也可以阴离子状态存在,最稳定的是五价钒的化合物。
钒属于高熔点金属,熔点1900±25℃,沸点为3000℃。
金属钒呈银白色,很软,可塑,可于冷状锻制成薄片并拉成丝,容易磨光和擦亮。
当含有氧、氮或氢时则变得脆、硬。
是电的不良导体,在室温条件下,金属钒在空气中是最稳定的,当加热至高温,易于在空气中燃烧,但致密的金属钒在300℃以下不会被氧化,高于660℃时则很快氧化。
金属钒不溶于水、碱溶液、稀硫酸及盐酸,但溶于硝酸和王水,浓硫酸和氢氟酸仅在加热时才与钒发生作用。
熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可与钒作用生成钒酸盐。
钒与氧反应有从+2~+5价的各种化合物,其中最主要的是V2O5(红褐色粉末状物),在650~675℃熔化,熔化后呈红色。
V2O5具有酸性,在水中溶解度很小,通常饱和的水溶液只含0.4% V2O5。
钒还具有增强合金的强度,降低热膨胀系数的特点。
二、钒的用途由于钒具有许多宝贵的理化特性和机械特性,因而被广泛地应用于现代化工业技术中,是重要的战略物资。
80~85%的钒主要用于黑色冶金工业中作加制剂、作合金元素,以制备特种钢。
钒已成为我国发展新钢种所不可缺少的合金元素。
我国主要含钒合金钢已达139种,被广泛应用于工程机械、汽车、航空、航天、铁道、轮船、高层建筑、桥梁、输油(气)管道等制造多个领域。
在化学工业方面,钒的化合物作为催化剂和裂化剂,已广泛应用于接触法硫酸制造工业、石油炼制和有机合成工业中。
此外,在特种玻璃、陶瓷、纺织、橡胶、油漆、照相、电影、医药、电池等行业中也用到钒的化合物。
在有色金属合金工业方面,钛工业已成为钒的第二大市场,钒钛合金应用于喷气发动机的压缩机和飞机构件,固体燃料火箭、高速中子反应堆的结构材料等方面。
钒各种离子名称
钒各种离子名称钒是一种过渡金属元素,其化学符号为V,原子序数为23。
在不同的化学反应中,钒可以形成不同的离子,每个离子都有特定的名称和化学性质。
以下是钒的各种离子及其名称的详细列表。
1.钒离子(II):钒离子(II)是钒的氧化态为+2的离子,它由两个电子失去。
其化学式为V2+。
2.钒离子(III):钒离子(III)是钒的氧化态为+3的离子,它由三个电子失去。
其化学式为V3+。
3.钒离子(IV):钒离子(IV)是钒的氧化态为+4的离子,它由四个电子失去。
其化学式为V4+。
4.钒离子(V):钒离子(V)是钒的氧化态为+5的离子,它由五个电子失去。
其化学式为V5+。
5.钛(III)钒(V)氧化物离子:钛(III)钒(V)氧化物离子由一个钛离子(III)和一个钒离子(V)组成。
其化学式为TiV2O7。
6.钛(II)钒(IV)氧化物离子:钛(II)钒(IV)氧化物离子由一个钛离子(II)和一个钒离子(IV)组成。
其化学式为TiV2O5。
7.钛(IV)钒(V)氧化物离子:钛(IV)钒(V)氧化物离子由一个钛离子(IV)和一个钒离子(V)组成。
其化学式为TiVO4。
8.钛(III)钒(III)氧化物离子:钛(III)钒(III)氧化物离子由一个钛离子(III)和一个钒离子(III)组成。
其化学式为TiV2O4。
9.钒酸根离子:钒酸根离子是含有钒的酸的阴离子形式。
其中,一些常见的钒酸根离子包括:四钒酸根离子(V4O13)4-,即其化学式为V4O13的氧化钒(V)化合物,和钒酸根离子(V2O7)4-,即其化学式为V2O7的氧化钒(V)化合物。
10.氯钒酸根离子:氯钒酸根离子是含有钒和氯的酸的阴离子形式。
其中,常见的氯钒酸根离子有:三氯合钒酸根离子(Cl3VO3)-,即其化学式为VOCl3的氯化钒(III)化合物。
钒的化学元素符号
钒的化学元素符号
1.钒的化学元素符号:
V
2.钒的物理性质:
银灰色金属,钒的熔点很高,为难熔金属,有延展性,质坚硬,无磁性。
具有耐盐酸和硫酸的本领,并且在耐气、耐盐、耐水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。
3.钒的化学性质:
钒有2+、3+、4+、5+等多种价态,原子的价电子结构式为。
五价钒有氧化性,低价钒有还原性。
对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。
但在硝酸、氟氢酸中溶解。
金属钒对自来水抗蚀性良好,对海水抗蚀性中等,但未出现点腐蚀。
钒能抗10%NaOH溶液,但抗不住热KOH溶液。
钒及其合金对低熔点金属或合金的熔融体有良好的抗蚀性,特别是碱金属。
它们在核反应堆中用作冷却剂或热交换介质。
4.钒的用途:
钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。
最初的钒大多应用于钢铁,通过细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。
后来,人们逐渐又发现了钒在钛合金中的优异改良作用,并应用到航空航天领域,从而使得航空航天工业取得了突破性的进展。
随着科学技术水平的飞跃发展,人类对新材料的要求日益提高。
钒在非钢铁领域的应用越来越广泛,其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。
钒和矾的区别
钒和矾的区别钒和矾均是在地球上存在的化学元素,但它们的成分和性质却有很大的区别。
在这篇文档中,我们将深入探讨钒和矾的属于、化学性质、物理性质、应用等方面的区别。
一、属于不同的族和周期所有元素都有自己的周期表位置,钒和矾也不例外。
钒是第五行的元素,原子序数为23,它属于过渡金属族。
矾是第三行的元素,原子序数为13,它属于典型金属族。
这意味着,钒比矾原子量大,化学性质也与矾有所不同。
二、钒的化学性质钒是一种硬质、有银灰色光泽的过渡金属。
它的原子半径和电负性都比较小,外层电子结构为3d3 4s2。
简单来说,钒是可以形成多种氧化态的元素,从-1到+5不等。
钒对酸和碱都有反应,可以与氧气连接成氧化物。
三、钒的物理性质钒的密度约为6g/cm³,熔点达到了1890摄氏度,它是比较坚硬的元素。
钒的热导率和电导率很高,是比较优良的导体。
钒在空气中会生成一层防腐层,因此使用钒做的器具较为耐用。
四、矾的化学性质矾又称“铝石”,是产自火山区的一种硬石。
矾相对比钒更为普遍,化学性质也更为单一。
它是一种金属铝和硫酸的化合物,外观为白色晶体,易溶于水。
矾对碱具有很强的反应性,可以与碳酸钙、氢氧化钠等化合物发生反映。
矾还有很好的结晶性,常常等到达到可用的纯度后被用于制作香皂、造纸、清洁剂等。
五、矾的物理性质矾的密度为2.75g/cm³,热膨胀系数较高,熔点为只有770摄氏度,比较容易熔化。
矾易于溶解于水,但需要一定的温度和时间。
矾的结晶度高,因此可以制造出高质量的矾片。
六、钒和矾的应用钒和矾的应用领域也有很大的区别。
由于钒的化合物对水和油都有反应,在制造保险杠、钢丝等铁合金时有着重要的作用。
钒的化合物还可以用于制造电子材料,因为它的导电性能非常优异。
矾的应用范围相对较广,它是唇膏、洗涤剂等的主要成分,因为它可以溶于水、油和碱。
此外,矾的颗粒可以在钓鱼场上起到良好的辅助作用,通过吸水效应,增加鱼的觅食意愿。
总结:钒和矾是两种不同的元素,它们的成分、性质和应用领域都不同。
金属钒价态
金属钒价态金属钒是一种重要的过渡金属元素,其化学性质非常活泼,可以形成多种不同的化合物。
在自然界中,钒主要以氧化物的形式存在,而在工业上,钒主要用于制造钢铁和合金等材料。
钒的价态对其化学性质和应用有着重要的影响,下面我们来详细了解一下金属钒的价态。
1. 钒的价态钒的原子序数为23,其电子排布为[Kr]4s23d3。
由于钒的3d轨道与4s轨道的能量非常接近,因此钒的电子排布比较特殊,其价电子可以在3d轨道和4s轨道之间转移。
这也是钒的化学性质非常活泼的原因之一。
钒的价态主要有+2、+3、+4、+5,其中+5是最常见的价态。
在氧化钒(V)的化合物中,钒的电子排布为3d0 4s0,即钒离子的电子全部填满了3d轨道和4s轨道,成为一个稳定的离子。
而在其他价态下,钒的电子排布都比较不稳定,容易发生氧化还原反应。
2. 钒的化学性质钒的化学性质非常活泼,可以形成多种不同的化合物。
在氧化钒(V)的化合物中,钒的化学性质最为稳定,可以与氧、氮、硫等元素形成多种不同的化合物。
例如,钒(V)氧化物(V2O5)是一种重要的工业原料,可以用于制造硫酸、钒酸等化学品。
在其他价态下,钒的化学性质也非常活泼。
例如,钒(IV)化合物可以与氧气反应生成钒(V)化合物,而钒(III)化合物则可以被氧化成钒(IV)或钒(V)化合物。
此外,钒还可以形成多种不同的配合物,这些配合物在催化、电化学等领域有着广泛的应用。
3. 钒的应用钒在工业上主要用于制造钢铁和合金等材料。
钒可以与铁、钢等金属形成钒合金,可以提高钢铁的强度、硬度、耐磨性等性能。
此外,钒合金还可以用于制造航空发动机、汽车发动机等高温高压的设备。
除了钢铁和合金,钒还可以用于制造电池、催化剂、陶瓷等材料。
例如,钒氧化物可以用于制造锂离子电池的正极材料,而钒酸盐则可以用于制造催化剂、陶瓷等材料。
钒的价态对其化学性质和应用有着重要的影响。
钒的化学性质非常活泼,可以形成多种不同的化合物,而钒的应用也非常广泛,主要用于制造钢铁和合金等材料。
钒在钢中的物理冶金学基础数据
钒在钢中的物理冶金学基础数据(实用版)目录1.钒在钢中的作用2.钒的物理性质3.钒在钢中的冶金反应4.钒对钢的性能影响5.钒在钢中的应用正文一、钒在钢中的作用钒是一种重要的合金元素,被广泛应用于钢铁行业。
在钢中添加钒,可以显著改善钢的性能,提高钢的强度、韧性和耐磨性。
钒在钢中的作用主要表现在以下几个方面:1.细化钢的晶粒:钒可以作为一种晶粒细化剂,使钢的晶粒细化,从而提高钢的强度和韧性。
2.增加钢的强度:钒可以作为合金元素,提高钢的强度,使钢具有更高的抗拉强度和抗压强度。
3.提高钢的韧性:钒可以显著提高钢的韧性,使钢在受到外力作用时,具有更好的塑性和韧性,不易断裂。
4.增强钢的耐磨性:钒可以提高钢的耐磨性,使钢在受到摩擦时,具有更好的耐磨性能。
二、钒的物理性质钒是一种银白色的金属,熔点高,硬度大,密度约为 5.9g/cm。
钒具有良好的延展性和导热性,但导电性较差。
钒在常温下呈固态,不与水反应,但在高温下能与水发生反应,生成氢气和钒酸盐。
三、钒在钢中的冶金反应钒在钢中的冶金反应主要包括以下几个方面:1.钒与氧的反应:钒在钢中可以与氧发生反应,生成钒酸盐。
钒酸盐在钢中呈固态,可以作为钢中的强化相,提高钢的强度。
2.钒与氮的反应:钒在钢中可以与氮发生反应,生成钒氮化物。
钒氮化物在钢中呈固态,可以作为钢中的强化相,提高钢的强度。
3.钒与碳的反应:钒在钢中可以与碳发生反应,生成钒碳化物。
钒碳化物在钢中呈固态,可以作为钢中的强化相,提高钢的强度。
四、钒对钢的性能影响钒对钢的性能影响主要表现在以下几个方面:1.钒可以细化钢的晶粒,使钢的晶粒细化,从而提高钢的强度和韧性。
2.钒可以作为合金元素,提高钢的强度,使钢具有更高的抗拉强度和抗压强度。
3.钒可以显著提高钢的韧性,使钢在受到外力作用时,具有更好的塑性和韧性,不易断裂。
4.钒可以提高钢的耐磨性,使钢在受到摩擦时,具有更好的耐磨性能。
五、钒在钢中的应用钒在钢中的应用广泛,主要应用于以下几个方面:1.高速钢:钒可以作为高速钢中的合金元素,提高高速钢的强度、韧性和耐磨性,使高速钢在高速切削时,具有更好的性能。
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七、钒的毒性
课后作业
• 1、书54页1题 • 2、钒的钠盐种类及其主要性质有哪些? • 3、钒的铵盐种类及其主要性质有哪些?
四、钒卤化合物性质
• 1、低价卤化物有强烈的还原性,高价卤化 物有强的氧化性; • 2、五价钒无碘化物; • 3、二价钒无卤氧化物。
五、钒的其它二元非金属化合物
名称
碳化物
分子式
V2C VC VN V3Si V5Si3 VSi2
颜色
暗黑 暗黑 灰紫
熔点,℃
2200 2830 2050 1350 2150 1750
• 3.钒的铵盐 • 偏钒酸铵(NH4VO3)是白色或带淡黄色的结晶粉末,在水中 的溶解度较小,20℃时为0.48g/100g水,50℃时为 1.78g/100g水,随温度升高而增大,在真空中加热到135℃ 开始分解,超过210℃时分解生成V2O4和V2O5。
温度/℃ 250 250 340 气氛 分解产物 V2O5 (NH4)2O· 3V2O5 (NH4)2O· V2O4· 5V2O5 空气665 5.649 6.04 5.67 4.8 4.7
结构
立方 立方 立方 立方 六方 六方
氮化物 硅化物
硫化物
V3S VS V5S4 V3S5 V2S3 VS4
黑 棕黑 黑 黑 灰黑 黑
825~950,相变 600,相变 700,歧化 450,分解 850-950,分解 500,分解
钒的性质
资源与环境工程学院 丁满堂
复习上次课的内容
• 钒钛的应用及发展方向
本次课重点内容
• 钒的氧化物的性质及其作用 • 钒酸盐的种类及其主要性质
一、钒及其化合物主要性质
• 钒是一种单晶金属,呈银灰色,具有体心立方 晶格,在1550℃和-28~-38℃时有多晶转变。 高熔点难熔金属,在低温时有良好的耐腐蚀性。 纯钒具有良好的延展性和可锻性,在常温下可 制成片、丝和箔。钒呈弱顺磁性,是电的不良 导体。钒的力学性能取决于它的纯度。少量的 杂质,如氧、氮、碳、氢可提高钒的硬度和抗 拉强度,但降低了它的延展性。 • 常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与 碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属 元素生成化合物。
• • • • • • • •
V2O5+3Na2CO3→2Na3VO4+3CO2 V2O5+2Na2CO3→2Na4V2O7+2CO2 V2O5+Na2CO3→2NaVO3+CO2 V2O5+10HCl→2VCl4+Cl2↑+5H2O V2O5+6HCl→2VOCl2+Cl2↑+3H2O 2V2O5+5Si→5SiO2+4V (加热) V2O5+5Ca→5CaO+2V (加热) 3V2O5+10Al→5Al2O3+6V (加热)
三、钒酸盐性质
• 1、钒酸的性质 • 钒酸具有较强的缩合 能力。在碱性钒酸盐 溶液酸化时,将发生 一系列的水解-缩合 反应,形成不同组成 的同多酸及其盐,并 与溶液的钒浓度和pH 值有关,随着pH下降, 聚合度增大,溶液颜 色逐渐加深,从无色 到黄色再到深红色。
• 2、钒的钠盐 • 有五种化合物存在,其中正钒酸钠(Na3VO4),焦钒酸钠 (Na4V2O7)和偏钒酸钠(NaVO3)溶解于水。另外还有两类化合 物中同时含有四价钒和五价钒的化合物称为钒青铜。 NaV6O15[通式为Na2O· xV2O4· (6x)V2O5(x=0.85~1.06)]和 Na8V24O23 [通式为5Na2O· xV2O4· (12-x)V2O5(x=0~2)]。 • Na3VO4水溶液加酸来降低pH时,这个离子加合质子并聚 合生成了在溶液中很大数目的不同含氧离子。
二、钒氧化物的性质
V-O系状态图
氧化物
晶系,颜 色
比重
熔点/℃
溶解性
V2O2
V2O3 V2O4 V2O5
等轴 浅灰
菱形 黑 正方 兰黑 斜方 橙黄
5.76
4.87 4.2~4.4 3.357
1790
1970~ 2070 1545~ 1967 650~690
不溶水 溶于酸
不溶水 溶于HF及HNO3 微溶水溶于酸及碱不溶乙醇 微溶水溶于酸及碱不溶乙醇
•
除了偏钒酸铵外,五价钒(V5+)的铵盐还有很多种,如(NH4)2V4O11、 (NH4)2V6O16、(NH4)4V6O17、(NH4)4V10O27、(NH4)6V10O33、(NH4)2V12O31、 (NH4)6V14O38、(NH4)10V18O40、(NH4)6V20O53、(NH4)8V26O69等。工业生产 五氧化二钒时,采用酸性铵盐沉钒时,在不同钒浓度和pH值等沉钒条 件下,可以得到上述的钒酸铵沉淀,通常称之为多钒酸铵(英文缩写为 APV),是制取V2O5的中间产品,多为橙红色或橘黄色,也称为”黄饼”。 在水中的溶解度较小,随着温度升高,溶解度降低。APV在空气中煅 烧脱氨后,得到工业五氧化二钒。 • 4、钒酸钙 • 三种钒酸钙,偏钒酸钙(CaO· V2O5);焦钒酸钙(2CaO· V2O5)和正钒酸钙 (3CaO· V2O5),它们的熔点分别为778℃、1015℃和1380℃。在水中溶 解度都很小,但溶解于稀硫酸和碱溶液。
• 1、一氧化钒(VO或V2O2)
• 一氧化钒为浅灰色带有金属光泽的晶体粉末,是非整比氧 化物,组成为VO0.94-1.12,固体是离子型的的并具有氯化钠 型结构。 • 2、三氧化二钒(V2O3) • V2O3是灰黑色有光泽的结晶粉末。一个非整比的化合物 VO1.35-1.5,晶体结构为α-Al2O3型的菱面体晶格。熔点很高 (2070℃),属于难熔化合物,并具有导电性。 • V2O3具有金属—非金属转变的性质(也称为MST或MIT),低 温相变特性好,电阻突变可达六个数量级,还伴随着晶格 和反铁磁性的变化,低温为单斜反铁磁半导体组。V2O3具 有两个相变点:150~170K和500~530K
• 3、二氧化钒(VO2或V2O4) • 二氧化钒是深兰色晶体粉末,温度超过128℃时为金红石 型结构。VO2是整比化合物,两性氧化物,溶于酸和碱。 • 二氧化钒有金属—非金属转变的性质(也称为MST或MIT)。 • VO2是这些钒氧化物中研究最多的一种,这不仅仅是因为 其性质突变十分明显,更重要的是因为其转变温度 340K(相当于67℃)最接近室温,具有较大的应用潜力。 • 4、五氧化二钒(V2O5) • V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末, 微溶于水(约0.07g/L),溶液呈微黄色。它大约670℃熔融, 冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很 大,当迅速结晶时会因灼热而发光。V2O5是两性氧化物
4.2
4.7
825℃,四方,950℃,立方 600℃,斜方,600℃,六方 六方 六方 单斜
磷化物 硼化物
VP V3B2 VB V3B4
灰黑
1230,分解 约1900 2300,分解 约2400 5.44 5.10
六方 正方 正交
六、二元钒合金的性质
• • • • • • • • 1、钒铁 钒和铁之间可形成连续的固溶体。 2、钒铝 (1)VAl3:正方晶格。 (2)VAl11:面心立方晶格 (4)V5Al8:体心立方晶格。 3、其它钒合金 V-Cr、V-W、V-Ti、V-Nb合金都是无限固溶。
420~440
310~325 约200 约320 约400 约1000 350 400~500 200~240 320 400 225
空气
氧气 氢气 氢气 氢气 氢气 二氧化碳、氮或氩 二氧化碳、氮或氩 氮气和氢气 氮气和氢气 氮气和氢气 水蒸气
NH3,V2O5
V2O5 (NH4)2O· 3V2O5 (NH4)2O· V2O4· 5V2O5 V6O13,V2O3,V2O4 (NH4)2O· V2O4· 5V2O5 V6O13 (NH4)2O· 3V2O5 (NH4)2O· V2O4· 5V2O5 V6O13 (NH4)2O· 3V2O5
• 钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。 180℃温度下钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4)。钒在 400℃时开始吸收氮,当温度超过800℃时,钒与氮反应 生成氮化钒(VN)。在800~1100℃时钒与碳生成碳化钒 (VC)。钒在300-400℃时强烈吸收氢,生成氢化物,高于 1000℃时,氢的溶解度甚小,在高真空中,600-700℃ 时氢便释放出来。 • 钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦 能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶 液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和 王水)溶解。在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将 金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。 • 钒亦具有一定的耐液态金属(铀)和合金(钠、铅-铋等) 的腐蚀能力,因此,钒包套材料与核燃料之间不发生明 显的相互作用与扩散作用,能可靠地防护核分裂产物。 适合作钠冷却快中子反应堆的燃料包套和反应堆材料。