Некоторые свойства металлов побочной подгруппы V группы

Способы получения. Ванадий, ниобий и тантал обычно переводятся из природных соединений в оксиды Э₂О₅ или в различные галогениды, а затем восстанавливаются (чаще всего металлотермическими методами):

Э₂О₅ + 5Са 2Э + 5СаО;

К₂[ЭF₇] + 5Na → Э + 2KF + 5NaF (в расплаве);

2TaCl₃ + 3H₂ 2Ta + 6HCl

или выделяются путем электролиза расплавов.

Высокочистые металлы получают разложением галогенидов (обычно иодидов) в вакууме: VI₂ V + I₂.

Дубний – также путем ядерного синтеза:

.

Химические свойства. В обычных условиях ванадий и особенно ниобий и тантал отличаются большой химической стойкостью благодаря наличию плотной защитной пленки оксида. При комнатной температуре они растворяются только в плавиковой кислоте и смеси плавиковой и азотной кислот; ванадий, кроме того, – в концентрированной азотной кислоте и царской водке). При нагревании и при измельчении химическая активность металлов сильно увеличивается. Ванадий более реакционноспособен, чем ниобий и тантал. Реакции с простыми веществами:

– с кислородом: 4Э + 5О₂ → 2Э₂О₅ (при нагревании; ванадий образует оксид VО₂);

– с галогенами при 50–500°С образуют галогениды: ванадий – VF₅; ниобий и тантал – ЭHal₃, ЭHal₄, ЭHal₅;

– с серой при нагревании – сульфиды переменного состава Э_хS_у;

– с азотом при нагревании – нитриды переменного состава Э_хN_у (кроме Db);

– с водородом при 200–450°С образуют твердые растворы;

– с углеродом при температуре ~1800°С образуют карбиды переменного состава Э_хС_у.

Реакции со сложными веществами:

– с водой не реагируют;

– при реакции ванадия с плавиковой кислотой образуется фторид VF₃; ниобий и тантал образуют фториды ЭF₅; при реакции со смесью плавиковой и азотной кислот все металлы образуют Н₂[ЭF₇]; ванадий и тантал реагируют при нагревании с соляной кислотой, образуя соответственно VCl₂ и TaCl₅; с разбавленными азотной и серной кислотами металлы подгруппы не реагируют, с концентрированными взаимодействует лишь ванадий, образуя VO₂NO₃ и VOSO₄ соответственно; ванадий реагирует и с царской водкой; металлы подгруппы взаимодействуют со щелочами в расплаве:

4Э + 5О₂ + 12NaOH → 4Na₃ЭО₄ + 6Н₂О (в расплаве);

3Э + 5HNO₃ + 21HF → 3H₂[ЭF₇] + 5NO + 10H₂O;

3V + 12HCl + 4HNO₃ → 3VCl₄ + 4NO + 8H₂O.