Vanadato

Vanadato
Vanadate diagram.png

En química, un vanadato es un compuesto que contiene un oxianión de vanadio en su estado de oxidación más alto, +5. El ion vanadato más simple es el anión ortovanadato VO43−, tetrahedro, el cual está presente, por ejemplo, en el ortovanadato de sodio y en soluciones de pH > 13[1] ). Convencionalmente este ion es representado con un enlace doble sencillo, sin embargo esta es una forma de resonacia ya que el ion es un tetrahedro regular con cuatro átomos de oxígeno equivalentes.

Additionally a range of polyoxovanadate ions exist which include discrete ions and "infinite" polymeric ions.[2] There are also vanadates, (such as rhodium vanadate, RhVO4, which has a statistical rutile structure where the Rh3+ and V5+ ions randomly occupy the Ti4+ positions in the rutile lattice.[3] ) that do not contain a lattice of cations and balancing vanadate anions but are mixed oxides.

In chemical nomenclature when vanadate forms part of the name, it indicates that the compound contains an anion with a central vanadium atom, e.g. ammonium hexafluorovanadate is a common name for the compound (NH4)3VF6 with the IUPAC name of ammonium hexafluoridovanadate(V).

Ejemplos de iones vanadato

Algunos ejemplos de iones discretos son

  • VO43− "ortovanadato", tetrahedral.[2]
  • V2O74− "pirovanadato", ángulo compartido VO4 tetrahedra similar to dichromate ion[2]
  • V3O93− cíclico con ángulo compartido VO4 tetrahedra[4]
  • V4O124− cyclic with corner shared VO4 tetrahedra[5]
  • V5O143− corner shared VO4 tetrahedra[6]
  • V10O286− "decavanadate", edge and corner shared VO6 octahedra[2]
  • V12O324−[2]
  • V13O343− Octahedro VO6 fundido[7]
  • V18O4212−[8]

Algunos ejemplos de iones poliméricos "infinitos" son

  • [VO3]nn− en e.j. NaVO3, metavanadato de sodio[2]
  • [V3O8]nn− en CaV6O16[9]
Ammonium-metavanadate-chains-3D.png
V5O14 ball and stick.png
Decavanadate polyhedra.png
metavanadate chains
V5O14
decavanadate ion

In these ions vanadium exhibits tetrahedral, square pyramidal and octahedral coordination. In this respect vanadium shows similarities to W and Mo, chromium however has a more limited range of ions.

Solución acuosa

Dissolution of vanadium pentoxide in strongly basic aqueous solution gives the colourless VO43– ion. On acidification, this solution's colour gradually darkens through orange to red at around pH 7. Brown hydrated V2O5 precipitates around pH 2, redissolving to form a light yellow solution containing the [VO2(H2O)4]+ ion. The number and identity of the oxyanions that exist between pH 13 and 2 depend on as well as concentration. For example, protonation of vanadate initiates a series of condensations to produce polyoxovanadate ions:[2]

  • pH 9–12; HVO42−, V2O74−
  • pH 4–9; H2VO4, V4O124−, HV10O285−
  • pH 2–4; H3VO4, H2V10O284−

Referencias

  1. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  2. a b c d e f g Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
  3. Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  4. Hamilton E. E., Fanwick P.E., Wilker J.J. (2002). «The Elusive Vanadate (V3O9)3−: Isolation, Crystal Structure, and Nonaqueous Solution Behavior». J. Am. Chem. Soc. 124 (1):  pp. 78. doi:10.1021/ja010820r. 
  5. G.-Y. Yang, D.-W. Gao, Y. Chen, J.-Q. Xu, Q.-X. Zeng, H.-R. Sun, Z.-W. Pei, Q. Su, Y. Xing, Y.-H. Ling and H.-Q. Jia (1998). «[Ni(C10H8N2)3]2[V4O12]·11H2O». Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications 54:  pp. 616. doi:10.1107/S0108270197018751. 
  6. V. W. Day, Walter G. Klemperer, O. M. Yaghi (1989). «A new structure type in polyoxoanion chemistry: synthesis and structure of the V5O143− anion». J. Am. Chem. Soc. 111:  pp. 4518. doi:10.1021/ja00194a068. 
  7. Hou D., Hagen K.D., Hill C.L. (1992). «Tridecavanadate, [V13O34]3−, a new high-potential isopolyvanadate». J. Am. Chem. Soc. 114:  pp. 5864. doi:10.1021/ja00040a061. 
  8. Müller A., Sessoli R., Krickemeyer E., Bögge H., Meyer J., Gatteschi D., Pardi L., Westphal J., Hovemeier K., Rohlfing R., Döring J, Hellweg F., Beugholt C., Schmidtmann M. (1997). «Polyoxovanadates: High-Nuclearity Spin Clusters with Interesting Host-Guest Systems and Different Electron Populations. Synthesis, Spin Organization, Magnetochemistry, and Spectroscopic Studies». Inorg. Chem. 36:  pp. 5239. doi:10.1021/ic9703641. 
  9. Jouanneau, S.; Verbaere, A.; Guyomard, D. (2003). «On a new calcium vanadate: synthesis, structure and Li insertion behaviour». Journal of Solid State Chemistry 172:  pp. 116. doi:10.1016/S0022-4596(02)00164-0. 

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