Лаб-3 Изделия из редких металлов

Пентаоксид тантала Та₂О₅ до 1360°С устойчив β-Та₂О₅- бесцветные кристаллы ромбической сингонии, Т. пл. 1787°С, плотн. 8,18 г/см³;

выше 1560°С устойчив α-Та₂О₅-серые кристаллы тетрагон, сингонии, Т. пл. 1887°С, плотн. 8,37 г/см³.

Обе модификации имеют общие структурные элементы-блоки из октаэдров ТаО₆ и искаженных пентагональных бипирамид ТаО₇, связанных в трехмерный каркас, но характер сочленения блоков различен. β-Ta₂О₅-полупроводник, ширина запрещенной зоны 1,79 эВ, r 10⁵ Ом·см (1000 К), переход из р-типа в n-тип-при 1300 К и давлении O₂ 10⁵ Па.

Некоторые примеси (WO₃) стабилизируют β-Ta2O₅, другие (Sc₂O₃)-α-Ta₂O₅ или метастабильные модификации. При очень быстрой закалке от высоких температур получают δ-Та₂О₅ (близкую к β-форме) гексагональной сингонии. Похожая модификация образуется при кристаллизации аморфного Та₂О₅. Закалкой от температур выше 1360°С получена триклинная модификация, близкая α-форме, которая при 317°С превращается в моноклинную, а затем при 947 °С-в α-форму.

Та₂О₅ сосуществует с твердым раствором кислорода в металле Та(О) с содержанием О 1,5 ат. % при 1100 К, 6 ат. % при 1950 К. Содержание кислорода в эвтектике Та₂О₅-Та(О) близко к 50 ат. %.

При высоких температурах Та₂О₅ реагирует с большинством оксидов, образуя сложные оксиды разнообразного состава. Некоторые из них (с большим содержанием Та₂О₅) иногда принимались за твердые растворы на его основе. Nb₂O₅ и Та₂О₅ образуют ограниченные твердые растворы, при высоких температурах устойчив Та₂О₅ · 2Nb₂O₅ (с тетрагональной структурой PNb₉O₂₀).

Та₂О₅ не реагирует с Н₂, около 1830°С взаимодействует с углеродом, образуя карбиды и оксикарбиды; с водой и кислотами, кроме фтористоводородной, не реагирует.

Может быть переведен в растворимые соединения обработкой фтористоводородной кислотой, сплавлением с гидросульфатами, карбонатами, гидроксидами Na и К. В последнем случае после обработки водой может быть получен раствор, содержащий ион [Та₆О₁₉]^8-, из которого этанолом осаждается К₈Та₆О₁₉·16Н₂О, кислотами-аморфный Та₂О₅·xН₂О, иногда называемый танталовой кислотой, Ta₂O₅·xH₂O получают также гидролизом ТаСl₅ или обработкой кислотами продуктов сплавления Та₂О₅ или танталовых концентратов с карбонатами металлов.

Свежеосажденный Та₂О₅-хН₂О легко растворим в растворах HF, КОН. Так называемые танталаты (NaTaO₃, Na₃TaO₄, Ca₂Ta₂O₇ и др.) обычно являются сложными оксидами, в которых отсутствуют танталат-ионы. Дегидратацией Та₂О₅·xН₂О при 220 °С получают аморфный Та₂О₅, при 560°С-кристаллич. d-Та₂О₅.

Та₂О₅-промежуточный продукт в производстве тантала, танталатов; двойные оксиды Ta(V) и Sr используют как варисторы, Та и Ва- термоэмиссионные материалы (Ва₆Та₂О₁₁), Та и (Ва или Pb) -сегнетоэлектрики, Та и Са-катализаторы в органическом синтезе.