Óxido de vanádio(IV)

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Óxido de vanádio(IV)
Alerta sobre risco à saúde
Vanadium(IV)-oxide-3D-polyhedra.png
Nome IUPAC Óxido de vanádio(IV)
Outros nomes Dióxido de vanádio
Tetróxido de vanádio
Identificadores
Número CAS 12036-21-4
PubChem 82849
Propriedades
Fórmula molecular VO2
Massa molar 82.94 g/mol
Aparência Deep Blue Powder
Densidade 4.571 g/cm3 (monoclinic)
4.653 g/cm3 (tetragonal)
Ponto de fusão

1,967 °C

Estrutura
Estrutura cristalina Distorted rutilo (<70 °C, monoclinic)
rutilo (>70 °C, tetragonal)
Riscos associados
Índice UE Not listed
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
0
 
Frases R 36/37/38
Frases S 26-36/37/39
Ponto de fulgor Non-flammable
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Dissulfeto de vanádio
Disseleneto de vanádio
Ditelureto de vanádio
Outros catiões/cátions Óxido de nióbio(IV)
Óxido de tálio(IV)
óxidos de vanádio relacionados Óxido de vanádio(II)
Óxido de vanádio(III)
Óxido de vanádio(V)
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

Óxido de vanádio(IV) é um composto inorgânico de fórmula química VO2. É um sólido de coloração azul escuro. Sendo um composto anfótero, dissolve em ácidos não oxidantes para dar o íon [VO]2+. Em meio fracamente alcalino, é formado o íon [V4O9]2− . Em pH alto, forma-se o íon [VO4]4−. É um metal que conduz eletricidade mas não calor[1]

Síntese e estrutura[editar | editar código-fonte]

De acordo com a metodologia descrita por Berzelius, VO2  é preparado pela comproporcionação do óxido de vanádio(III) e óxido de vanádio(V):[2]

V2O5 + V2O3 → 4 VO2

A temperatura ambiente o VO2 admite a configuração do rutilo distorcido com distâncias menores entre os pares de átomos de vanádio, indicando uma ligação metal-metal. Acima de 68 °C a estrutura muda para a do rutilo não distorcida e as ligações metal-metal se rompem, causando um aumento na condutividade elétrica e susceptibilidade magnética já que os elétrons das ligações estão "liberados".[3]

Refletância infravermelha[editar | editar código-fonte]

VO2 expressa propriedades reflexivas que dependem da temperatura. Quando aquecida desde a temperatura ambiente até 80 °C , a radiação térmica do material sobe normalmente até 74 °C, até que repentinamente aparenta cair cerca de 20 °C. À temperatura ambiente, VO2 é quase transparente à luz infravermelha. A medida que sua temperatura aumenta, o óxido muda gradualmente para reflexiva. Em temperaturas intermediárias ele se comporta como um dielétrico altamente absorvente.[4][5]

Uma película fina de óxido de vanádio sobre um substrato altamente refletora (para comprimentos de onda infravermelhos específicos) como safira ou é absorvente ou refletora, dependendo da temperatura. A sua emissividade varia consideravelmente com a temperatura. A medida que as transições de óxido de vanádio aumentam com a temperatura, a estrutura sofre uma diminuição repentina na emissividade - parecendo mais frio para as câmeras infravermelhas do que realmente está.[4]

Estruturas nanométricas que aparecem naturalmente na região de transição dos materiais pode suprimir a radiação térmica quando a temperatura aumenta. Dopando o revestimento com tungstênio, reduz-se gama térmica do efeito à temperatura ambiente.[4]

Referências

  1. https://hypescience.com/fisicos-identificaram-um-metal-que-conduz-eletricidade-mas-nao-calor/
  2. Brauer, Georg (2 de dezembro de 2012). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry (em inglês). [S.l.]: Elsevier. ISBN 9780323161299 
  3. «New studies explain insulator-to-metal transition of vanadium dioxide». Phys.org. 11 de abril de 2015. Consultado em 10 de setembro de 2015 
  4. a b c «Natural metamaterial looks cooler when heated». physicsworld.com. 25 de outubro de 2013. Consultado em 1 de janeiro de 2014 
  5. Kats, Mikhail A.; Romain (21 de outubro de 2013). «Vanadium Dioxide as a Natural Disordered Metamaterial: Perfect Thermal Emission and Large Broadband Negative Differential Thermal Emittance». Physical Review X. 3 (4). 041004 páginas. doi:10.1103/PhysRevX.3.041004