Кіріспе
Ванадий қосылыстары - ванадий (V) элементімен түзілген қосылыстар. Ванадийдің химиясы 25 төрт іргелес тотығу күйіне қол жетімділігімен ерекшеленеді, ал 5 топтағы басқа элементтер - ниобий мен танталдың химиясы +5 тотығу күйіне біршама шектеледі. Сулы ерітіндіде ванадий металл аквокомплекстерін құрайды, олардың түстері қызғылт сары [V(H2O) 6 2 +, жасыл [V(H2O) 6 3 +, көк [VO(H2O) 5 2 +, сары-сары оксидтер [VO(H2O) 5 3 +, формуласы pH-ға байланысты. Ванадийііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііі Вандийі (IV) қосылыстары көбінесе VO2+ орталығын қамтитын ванадил туындылары ретінде болады. Аммиак ванадаты ((V) (NH4VO3) элементтік мырышпен бірізді түрде төмендетілуі мүмкін, осы төрт тотықсу күйінде ванадийдің түрлі түстерін алу үшін. Төменгі тотығу күйлері V ((CO) 6) және орнына алынған туындылар сияқты қосылыстарда кездеседі. Бұл отбасындағы өзара байланыстар рН-ге және концентрацияға байланысты кем дегенде 11 түрді көрсететін басымдық диаграммасымен сипатталады. Тетраэдрлі ортованадат ионы, VO43−, 1214 рН-де болатын негізгі түр болып табылады. Фосфорға ((V) ұқсас, көлемі мен заряды бойынша ванадий ((V) химиясы мен кристаллографиясы жағынан да ұқсас. Ортованадат VO43− фосфаттың биохимиясын зерттеу үшін белок кристаллографиясында қолданылады. Сонымен қатар, бұл анион кейбір ферменттердің белсенділігімен өзара әрекеттеседі. Тетратиованадат [VS4]3− ортованадат ионына ұқсас. Төмен pH-да мономер [HVO4]2− және димер [V2O7]4− пайда болады, мономер 10−2M-ден төмен ванадий концентрациясында басым болады (pV > 2, мұнда pV жалпы ванадий концентрациясының логарифмінің минус мәніне тең). Диванадат ионының түзілуі дихромат ионының түзілуіне ұқсас. РН төмендеуімен, одан әрі протондалану және поливанадаттарға конденсациялау пайда болады: рН 4 6 [H2VO4] - шамадан астам pV-да басым. 4, ал жоғары концентрацияларда тримерлер мен тетрамерлер түзіледі. pH 2-4 аралығында декаванадат басым, оның ортованадаттан түзілуі мынадай конденсация реакциясымен бейнеленеді: 10 [VO4]3− + 24 H+ → [V10O28]6− + 12 H2O Декаванадатта әр V (V) орталығын алты оксид лиганды қоршайды.]] Вандий ((V) әр түрлі пероксокомплекстерді, әсіресе ванадий құрамында бромпероксидаза ферменттерінің белсенді орнында түзеді. VO(O) 2 ((H2O) 4+ түрі қышқыл ерітінділерде тұрақты. Алкальды ерітінділерде 2, 3 және 4 пероксид топтары бар түрлері белгілі; соңғылары формуласы M3V ((O2) 4 nH2O (M = Li, Na және т.б.) бар күлгін тұздарды құрайды. ), онда ванадий 8 координатты dodecahedral құрылымына ие.
10 [VO4]3− + 24 H+ → [V10O28]6− + 12 H2O
In decavanadate, each V(V) center is surrounded by six oxide ligands.]] Vanadium(V) forms various peroxo complexes, most notably in the active site of the vanadium containing bromoperoxidase enzymes. The species VO(O)2(H2O)4+ is stable in acidic solutions. In alkaline solutions, species with 2, 3 and 4 peroxide groups are known; the last forms violet salts with the formula M3V(O2)4 nH2O (M= Li, Na, etc. ), in which the vanadium has an 8 coordinate dodecahedral structure.
Галоидты туындылар
Формасы VXn (n=2 5) болатын он екі бинарлы галидтер белгілі. VI4, VCl5, VBr5 және VI5 жоқ немесе өте тұрақсыз. Басқа реагенттермен бірге VCl4 диендерді полимерлеу үшін катализатор ретінде қолданылады. Барлық қос галоидтар сияқты ванадийдің галоидтары Льюис қышқылы, әсіресе V ((IV) және V ((V) галоидтары. Галидтердің көпшілігі VXnL6−n формуласы бар сегіз қырлы кешенді құрайды (X= галид; L= басқа лиганд). Көптеген ванадий оксигалидтері (формуласы VOmXn) белгілі. Окситрихлорид пен окситрифлюорид (VOCl3 және VOF3) ең көп зерттелген. POCl3 сияқты, олар ұшқыш, газдық фазада тетраэдрлік құрылымды қабылдайды және Льюис қышқылдық болып табылады.
Координациялық қосылыстар
Вандийдің (II) және (III) кешендері салыстырмалы түрде алмасу инертті және редуктивті болып табылады. V ((IV) және V ((V) - окислендіргіштер. Ванадий ионы өте үлкен және кейбір кешендер 6 -дан жоғары координациялық санға қол жеткізеді, мысалы [V ((CN) 7 4−). Оксованадий ((V) тетрадентатты лигандтар мен пероксидтермен 7 координатты координациялық кешендерді құрайды және бұл кешендер окистенуші бромировкалар мен тиоэфирлік окистенулер үшін қолданылады. V4+ координациялық химиясында ванадил орталығы, VO2+ басым, ол басқа төрт лигандты күшті және бірін әлсіз (транс-лигандты ванадил орталығына) байлайды. Мысал ретінде ванадил ацетилацетонатын (V ((O) ((O2C5H7)2) алуға болады. Бұл кешенде ванадий 5 координатты, бұрмаланған квадрат пирамидалы, яғни пиридин сияқты алтыншы лиганд қосылуы мүмкін, бірақ бұл процестің ассоциациялық тұрақтысы аз. Көптеген 5 координатты ванадил кешендері тригональды бипирамидалық геометрияға ие, мысалы VOCl2(NMe3) 2. В5+ координациялық химиясында +5 тотықсу күйінің тұрақтылығын және +4 және +5 күйлер арасындағы өзара конверсияның оңайлығын көрсететін ванадийдің әуелік тотықсуы арқылы жиі қалыптасатын диоксиованадийлік координациялық кешендер басым.
Органикалық металл қосылыстары
Органованадий химиясы - көміртек (С) пен ванадий (V) химиялық байланысы бар органометалл қосылыстарының химиясы. Органовадиум қосылыстары органикалық синтезде реактивтер ретінде аз ғана қолданылады, бірақ полимер химиясы үшін катализатор ретінде маңызды. Ванадоцен дихлориді - әр түрлі бастауыш реагент және органикалық химияда қолданылады. Ванадий карбонилі, V ((CO) 6) - парамагниттік металл карбонилдің сирек кездесетін үлгісі. Редукция V (((CO) 6− (Cr (((CO) 6 бар изоэлектронды) береді, оны сұйық аммиактағы натриймен V (((CO) 53− (Fe (((CO) 5 бар изоэлектронды) алуға дейін төмендетуге болады. Вандоцен - бөлме температурасында оқшаулана алатын ең жеңіл өтпелі металл металлоцен. Вандоцен жоғары қысымдағы көміртек оксидімен реакцияға келіп, CpV ((CO) 4) береді. Тетракарбонилдің фотолизі Cp2V2(CO) 5 береді. Ванадийдің нақты анықталған қосылыстары коммерциялық процестерде катализатор ретінде қолданылмайды. Алайда органованадий түрлері бутадиен негізіндегі каучуктарды өндіру үшін катализатор ретінде айқын түрде қатысы бар. Бұл катализаторлар органоалюминий активаторларымен ванадий ((III) ацетилкетонаты сияқты ерігіш координациялық кешендерді өңдеу арқылы in situ пайда болады.