Соединения с другими неметаллами

Сульфиды. VS (V₂S₂) – получают нагреванием V₂S₃ в среде водорода при 850-1100˚ С в течение нескольких суток или сплавлением V₂O₅ с S при 400˚ С в атмосфере CO₂. Это темно-синее или темно-коричневое вещество. Легко окисляется на воздухе до V₂O₅ и SO₂. Кислоты-неокислители при низких температурах не действуют на V₂S₂. Азотная кислота легко с ним взаимодействует.

V₂S₃ – черный порошок. Получают, действуя CS₂ на V₂O₅, нагретую до 700˚ С. При нагревании на воздухе V₂S₃ окисляется до V₂O₅ и SO₂. При продолжительном нагревании с серой при 400˚ С идет реакция

V₂S₃ + 2S = V₂S₅.

Избыток серы из прореагировавшей массы удаляют сероуглеродом.

V₂S₅ – черное вещество, которое, кроме приведенного метода, может быть получено из растворов солей тиованадиевых кислот при подкислении их разбавленными кислотами-неокислителями, например, соляной

2(NH₄)₃VS₄ + 6HCl = V₂S₅ + 6NH₄Cl + 3H₂S.

Бесцветный раствор сульфида аммония растворяет V₂S₅, образуя красный раствор тиованадата аммония (NH₄)₃VS₄.

По отношению к кислотам и воздуху V₂S₅ ведет себя подобно низшим сульфидам ванадия. При термической диссоциации V₂S₅ выше 500˚ С дает V₂S₃, выше 950˚ С - V₂S₂. Кроме того, в системе ванадий-сера отмечены соединение V₂S_{2, 45} и область непрерывного ряда растворов V₂S_{2, 45}- V₂S₂.

V₂S₅, подобно V₂O₅, – вещество, от которого производятся орто-, пиро-, метатиованадиевые кислоты, соответствующие ванадиевым кислотам. В свободном состоянии они не известны, но получены их соли. Тиосоли щелочных металлов и аммония получают при растворении V₂S₅ в растворах щелочей, сульфидов, полисульфидов щелочных металлов и аммония. Эти соли можно рассматривать как обычные орто- и пированадаты, в которых все атомы кислорода или часть их замещена атомами серы, например VО₄^3-→ VS₄^3-, VOS₃^3-→ VO₃S^3-, V₂O₇^4-→ V₂S₇^4-, V₂OS₆^4- и др.

Водные растворы тиованадатов, окситиованадатов обычно красные с различными оттенками.

Нитриды. VN₂ – черный порошок, получаемый взаимодействием азота с порошком ванадия при 750-850˚ С. Гидролизуется во влажном воздухе с выделением аммиака. Быстро реагирует с HNO₃. При нагревании переходит в VN.

VN – серо-коричневый порошок, ρ = 5, 5 г/см², t_пл. = 2300˚ С. Получают при термическом распаде VN₂ и термическим разложением NH₄VO₃ в токе аммиака при 1000-1100˚ С. Химически стоек. Окисляется только при сильном нагревании. H₂SO₄ и HCl на него не действуют. HNO₃ окисляет, переводя в раствор. Нагревание VN с водяным паром (400˚ С) приводит к гидролитическому разложению с образованием аммиака. Получен нитрид V₃N.

Карбид VC – темно-серое вещество с металлическим блеском, t_пл. = 2750˚ С.

Получают путем:

1) восстановления V₂O₅ сажей при нагревании;

2) нагревания V₂O₅ с гидридом ванадия и сажей;

3) карбидизации V₂O₅ в токе водорода при 1700˚ С;

4) действия CO на V при 500-800˚ С.

В последнем случае предполагается, что ванадий катализирует реакцию 2CO → CO₂ + C, затем вступает в реакцию с углеродом.

Вода и HCl не действуют на карбид ванадия даже при красном калении. При нагревании в кислороде окисляется до V₂O₅, а в азоте – переходит в нитрид.

Гидрид. Образование конкретных соединений в системе ванадий-водород не установлено. Но, подобно многим переходным элементам, ванадий растворяет водород. При повышении температуры растворимость снижается. Максимальное количество, удерживаемое ванадием при комнатной температуре, около 42 атомн. %.