무기화학실험 Synthesis and Spectra of Vanadium Complexes

소개

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목차

1. 실험제목
2. 실험날짜
3. 실험목적
4. 이론
5. 실험기구 및 시약
6. 실험방법
7. 실험결과
8. 고찰
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목: Synthesis and Spectra of Vanadium Complexes
2. 실험날짜: 2024년 00월 00일
3. 실험목적: Vanadium 착물을 합성하고 합성 반응에서 산화환원 원리를 이해한다. Orgel 도표를 사용하여 가시 스펙트럼을 해석하고 분광화학적 계열을 이해한다.
4. 이론:
-바나듐 (Vanadium, V)
바나듐은 원자번호 23번으로 원소기호는 V이다. 주기율표에서는 5족(5B족)에 속하는 은회색의 전이금속으로, 단단하나 연성과 전성이 있다. 원소 자체는 반응성이 커서 자연 상태에서는 화합물로만 존재한다. 전이금속 화합물들은 여러 가지 아름다운 색깔을 띠는데 그 중에서도 가장 두드러지는 것이 바나듐이다. 바나듐은 은회색 금속 광택을 가지고 있고, 아주 순수한 상태에서는 다른 금속에 비해 무르고 연성이 있으나, 불순물이 들어가면 단단해지고 쉽게 부서진다. 바나듐은 열역학적으로는 반응성이 큰 금속이지만 실온에서는 잘 부식되지 않으며 알칼리, 황산, 염산 등 강산에 대해서도 안정하다. 그러나 고온으로 가열하면 대부분의 비금속 원소들과 반응하며, 틈새형 비화학량론적 생성물을 만든다. 공기 중에서는 660 ℃ 이상에서 산화 반응을 일으켜 산화수가 +2인 VO에서 +5인 V2O5까지 여러 산화물을 만든다. 염소와 반응하면 VCl4가 된다. 바나듐의 전자배치는 [Ar]4s23d3이며 전자 5개를 잃고 +5인 상태가 가장 높은 산화수 형태이다. 산화수가 –3에서 +5에 이르는 여러 화합물이 존재할 수 있고, +2~+5인 화합물들이 일반적이다. 수용액에서는 산화수가 +2~+5인 이온들로 있는데, 산화 상태에 따라 색이 아주 다르다. V2+는 보라색, V3+는 녹색, VO2+는 진한 청색, VO43-는 노란색이다. 또한 바나듐은 낮은 산화상태의 착물은 주로 팔면체 구조를 이루며 환원제로 이용되고, 높은 산화상태의 VO2+, VO3+, VO2+ 등 +4가 및 +5가 착물은 사각뿔, 삼각 이중뿔, 팔면체 구조로 각각 존재하며 산화 반응의 촉매로 유용하다. +3가 착물에서는 다른 산화상태의 착물과는 달리 합성에 사용되는 용매의 성질이 착물의 조성에 큰 영향을 미친다.

참고자료

· G. L. Miessler, P. J. Fischer, D. A. Tarr, 김주창 외 4명 옮김, “무기화학 5판”, 자유아카데미(2020), pp. 466-497.