无机元素化学-钒

钒先后被两次发现。第一次是在1801年由墨西哥城的矿物学教授节烈里瓦发现的。他发现它在亚钒酸盐样本中，这个样本就是Pb5(VO4)3Cl，由于这种新元素的盐溶液在加热时呈现鲜艳的红色，所以被取名为“爱丽特罗尼”，即“红色”的意思，并将他送到巴黎。然而，法国化学家推断它是一种被污染的铬矿石，所以没有被人们公认。

第二次发现是在1830年，瑞典化学家塞夫斯特伦（SefstromNG，1787-1845。)在研究斯马兰矿区的铁矿时，用酸溶解铁，在残渣中发现了钒。因为钒的化合物的颜色五颜六色，十分漂亮，所以就用古希腊神话中一位叫凡娜迪丝“Vanadis”的美丽女神的名字给这种新元素起名叫“Vanadium”。钒单质

钒是一种银灰色金属，具有典型的体心立方结构，纯钒较软，具有延展性，含有杂质时脆而硬。

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

由于外层d电子存在较强的金属键，使得钒具有较高的熔沸点和原子化焓。

VBV钒3d34s2性质和用途

电子构型为(n-1)d3ns2价态有+V、+IV、+III、+II,以+V、+IV价最为稳定。

钒的主要用途在于冶炼特种钢。在钢中加钒的好处是，钒可和钢中的碳结合形成V4C3,它在钢中成小颗粒分散而提高钢的抗磨能力和高温时的强度，以及抗冲击的性能。钒钒及其化合物自然界的存在形式：

绿硫钒矿(VS4)、钒铅矿[Pb5(VO4)3Cl]，丰度仅为0.016%(列第19位）。

VBV钒3d34s2钒的主要化合物V2O5制备：工业上用氯化焙烧法或碱熔法；若要制取纯度较高的五氧化二钒： 2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O2VOCl3+3H2O=V2O5+6HCl

晶体结构：

具有层状结构，钒可被视为处在一个畸变四方棱锥体中，V(V)与五个氧原子形成五个V-O键。V2O5的化学性质微溶于水，显两性主要呈酸性，在强碱中生成正钒酸盐:

V2O5+6NaOH=2Na3VO4+3H2OV2O5也具有微弱的碱性，在强酸中能生成VO2+粒子，但VO2+是一种较强的氧化剂

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

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

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

上述反应用于测定钒V2O5用H2还原时，可制得一系列低氧化态的氧化物

VO2(深绿色)、V2O3(墨色)、VO（黑色）

7钒酸盐和多钒酸盐 MIVO3(偏钒酸盐)M3IVO4(正钒酸盐) M2V2O7(焦钒酸盐)M3V3O9(多钒酸盐)VO43-时四面体结构，但是V－O键结合不十分牢固，其中O2－可能同H+离子结合成水。

向钒酸盐中加H+，pH值逐渐下降，生成不同聚合度的多钒酸盐，随着pH值的下降，多钒酸根中钒原子越多。

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，颜色加深，由淡黄色变到深红色。

8钒酸盐和多钒酸盐溶液转为酸性后，聚合度不改变，直到十钒酸盐而终止，后面是获质子的反应：

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

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

但pH＝2，则有V2O5水合红棕色沉淀

pH=1溶液中存在稳定的黄色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钒酸盐和多钒酸盐VO43-根离子中O2-离子，可以被其他阴离子取代。加入H2O2，若溶液是弱碱，中性，弱酸性时，得到黄色二过氧钒酸粒子[VO2(O2)2]3-，若