Vanadiinidioksidi
Vanadiinidioksidi (VO2) on yksi vanadiinin oksideista. Yhdisteessä vanadiinin hapetusluku on +IV. Muita vanadiinin oksideita ovat divanadiinitrioksidi (V2O3) ja divanadiinipentoksidi (V2O5).
| Vanadiinidioksidi | |
|---|---|
-oxide-3D-polyhedra.png) |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | VO2 |
| Moolimassa | 82,94 g/mol |
| Ulkomuoto | Musta, jauhemainen kiinteä aine |
| Sulamispiste | 1 967 °C |
| Tiheys | 4,571 g/cm3 |
Rakenne
muokkaaHuoneenlämpötilassa vanadiinidioksidi on rakenteeltaan samankaltainen kuin rutiilimineraali. Se on kuitenkin hieman vääristynyt niin, että vanadiiniatomit ovat lähempänä toisiaan kuin titaaniatomit rutiilissa. Rakenteessa vanadiiatomien välillä on sidoksia.[1]. Vanadiinidioksidin rakenne kuitenkin muuttuu 68 °C:n lämpötilassa. Vanadiiniatomien väliset sidokset katkeavat[1] ja materiaalin ominaisuudet muuttuvat. Vanadiinidioksidi on alle 68 °C:n lämpötilassa puolijohde ja muuttuu kuumennettaessa johteeksi, jolloin sen resistiivisyys pienenee yhteen miljoonasosaan alkuperäisestä.[2][3]
Valmistus, ominaisuudet ja käyttö
muokkaa
Kun divanadiinipentoksidia kuumennetaan suhteellisen heikkojen pelkistimien kuten hiilimonoksidin, rikkidioksidin tai oksaalihapon kanssa, muodostuu vanadiinidioksidia.[1] Yhdistettä voidaan valmistaa myös vanadiinioksitrikloridista, vanadyyliasetyyliasetonaatista tai vanadiinitri-isobutoksidista.[2]
Korkeissa lämpötiloissa vedyn, hiilen tai hiilidioksidin kanssa vanadiinidioksidi muodostaa muita vanadiinin oksideita, joiden yleinen kaava on V2O2n-1. Yhdiste liukenee happoihin muodostaen vanadyyliyhdisteitä ja emäksiin muodostaen vanadaatti-ioneita.[1]
Vanadiinidioksidista voidaan valmistaa hyvä johde lämmittämällä sitä tai kohdistamalla siihen vahva magneettikenttä. Tätä ominaisuutta voidaan hyödyntää elektroniikassa muun muassa erilaisissa kytkimissä ja antureissa. Elektroniikan sovellutuksissa yhdisteestä tehdään ohut kalvo laserstäeiden avulla.[3]
Vanadiinidioksidia ja 1,9 % volframia käytetään valmistettaessa lämpösäteilyn läpipääsyä sääteleviä ikkunoita. Kun huoneenlämpötila on alle 29 °C ikkuna päästää läpi suurimman osan infrapunasäteilystä. lämpötilan noustessa tämän yli vanadiinidioksidi-ikkuna heijastaa osan säteilystä takaisin. Ikkunan haittapuolena on sen kellanvihreä väri.[4]
Lähteet
muokkaa- ↑ a b c d Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman: Inorganic chemistry, s. 1351. Academic Press, 2001. ISBN 978-0-12-352651-9 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 26.8.2009). (englanniksi)
- ↑ a b Claes G. Granqvist: Handbook of inorganic electrochromic materials, s. 285. Elsevier, 1995. ISBN 978-0444899309 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 26.8.2009). (englanniksi)
- ↑ a b Jyrki Remes et al.: Nanofotoniikkaa pintaplasmonein Prosessori.fi. Arkistoitu 13.12.2007. Viitattu 26.8.2009.
- ↑ Intelligent Window Coatings that Allow Light In but Keep Heat Out AZoMaterials. Viitattu 26.8.2009. (englanniksi)