Физические и химические свойства. Элементы V, Nb, Та – серебристо-белые тугоплавкие металлы

Элементы V, Nb, Та – серебристо-белые тугоплавкие металлы. Физико-химические свойства ванадия, ниобия и тантала существенно зависят от их чистоты. Например, чистые металлы ковки, тогда как при­меси (особенно О, Н, N и С) сильно ухудшают их пластич­ность и повышают твердость.

В обычных условиях V и особенно Nb и Та отличаются вы­сокой химической стойкостью. Ванадий на холоду растворя­ется лишь в царской водке и концентрированной плавиковой кислоте, а при нагревании – в азотной и в концентрированной серной кислотах:

В данных реакциях ванадий окисляется до V (III) и V (V) соответственно.

Ниобий и тантал растворяются в смеси фтороводородной и азотной кислот с образованием отвечающих их высшей сте­пени окисления анионных фторокомплексов:

Ванадий, ниобий и тантал взаимодействуют также при сплавлении со щелочами в присутствии окислителей:

При нагревании металлы окисляются кислородом до , фтором – до . При высокой температуре они реагируют также с хлором, азотом, углеродом и другими элементами.

Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе эле­ментов (подгруппы железа, титана и хрома), образуют метал­лические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов воз­можность образования твердых растворов уменьшается, а ин­терметаллических соединений, например, типа , , и других, – возрастает.

Интерметаллические соединения ванадия и его аналогов придают сплавам ценные физико-химические свойства. Так, ванадий резко повышает прочность, вязкость и износоустой­чивость стали. Ниобий придает сталям повышенную корро­зионную стойкость и жаропрочность. В связи с этим большая часть добываемого ванадия и ниобия используется в метал­лургии для получения инструментальной и конструкционной сталей.

Сплавы на основе карбидов, нитридов, боридов и сили­цидов ниобия и тантала отличаются твердостью, химической инертностью и жаростойкостью.

Дата добавления: 2014-01-15