Struktur des Orthovanadat-Anions

In der Chemie bezeichnet Vanadat einen anionischen Koordinationskomplex des Vanadiums . Häufig bezieht sich der Begriff Vanadat auf Oxoanionen des Vanadiums, die zumeist in der höchsten Oxidationsstufe +5 vorliegen . Die Komplexe [V(CN) ₆ ] ³⁻ und [ V₂Cl₉ ] ³⁻ werden als Hexacyanovanadat(III) bzw. Nonachlorodivanatadat(III) bezeichnet.

Ein einfaches Vanadat-Ion ist das tetraedrische Orthovanadat-Anion, VO₄⁻.3−4( auch Vanadat(V) genannt), das beispielsweise in Natriumorthovanadat und in Lösungen von V₂O₅ in stark basischen Lösungen ( pH >  13 [ 1 ] ) vorkommt. Üblicherweise wird dieses Ion mit einer Einfach-Doppelbindung dargestellt; dies ist jedoch eine Resonanzform , da das Ion ein reguläres Tetraeder mit vier äquivalenten Sauerstoffatomen ist.

Darüber hinaus existiert eine Reihe von Polyoxovanadat-Ionen , darunter diskrete Ionen und „unendliche“ polymere Ionen. [ 2 ] Es gibt auch Vanadate, wie beispielsweise Rhodiumvanadat, RhVO₄ , das eine statistische Rutilstruktur aufweist, bei der die Rh³⁺- und V⁵⁺ - Ionen die Ti⁴⁺ - Positionen im Rutilgitter zufällig besetzen , [ 3 ] die kein Gitter aus Kationen und ausgleichenden Vanadatanionen enthalten, sondern Mischoxide sind .

Wenn Vanadat in der chemischen Nomenklatur Teil des Namens ist, bedeutet dies, dass die Verbindung ein Anion mit einem zentralen Vanadiumatom enthält; z. B. ist Ammoniumhexafluorovanadat ein gebräuchlicher Name für die Verbindung [NH 4 ] 3 [VF 6 ] mit dem IUPAC-Namen Ammoniumhexafluoridovanadat(III).

Beispiele für Oxovanadat-Ionen

Einige Beispiele für diskrete Ionen sind

  • VO3−4"Orthovanadat", tetraedrisch. [ 2 ]
  • V 2 O4−7"Pyrovanadat", eckenverknüpfte VO 4 -Tetraeder, ähnlich dem Dichromat- Ion [ 2 ]
  • V 3 O3−9, zyklisch mit eckenverknüpften VO 4 tetraedern [ 4 ]
  • V 4 O4−12, zyklisch mit eckenverknüpften VO 4 tetraedern [ 5 ]
  • V 5 O3−14, eckenverknüpfte VO 4 Tetraeder [ 6 ]
  • V 6 O6−18, Ring. [ 7 ]
  • V 10 O6−28" Decavanadat ", kanten- und eckenverknüpfte VO 6 Oktaeder [ 2 ]
  • V 12 O4−32
  • V 13 O3−34, verschmolzene VO 6 Oktaeder [ 8 ]
  • V 18 O12−42[ 9 ]

Einige Beispiele für polymere „unendliche“ Ionen sind

Metavanadatketten
V 5 O 14
Decavanadat-Ion

In diesen Ionen weist Vanadium tetraedrische, quadratisch-pyramidale und oktaedrische Koordination auf. In dieser Hinsicht zeigt Vanadium Ähnlichkeiten mit Wolframat und Molybdat , während Chrom jedoch ein begrenzteres Spektrum an Ionen aufweist.

Wässrige Lösungen

Die Auflösung von Vanadiumpentoxid in stark basischer wässriger Lösung ergibt das farblose VO₂.3−4Bei Ansäuerung dunkelt die Farbe dieser Lösung allmählich über Orange nach Rot bei etwa pH 7 nach. Braunes, hydratisiertes V₂O₅ fällt bei etwa pH 2 aus und löst sich wieder auf, wobei eine hellgelbe Lösung mit dem [VO₂ ( H₂O ) ₄ ] ⁺ - Ion entsteht. Anzahl und Art der Oxyanionen, die zwischen pH 13 und 2 vorliegen, hängen sowohl vom pH-Wert als auch von der Konzentration ab. Beispielsweise initiiert die Protonierung von Vanadat eine Reihe von Kondensationsreaktionen , die zu Polyoxovanadat-Ionen führen: [ 2 ]

  • pH 9–12: HVO2−4, V 2 O4−7
  • pH 4–9 : H₂VO−4, V 4 O4−12, HV 10 O5−28
  • pH 2–4: H 3 VO 4 , H 2 V 10 O4−28

Pharmakologische Eigenschaften

Vanadat ist ein potenter Inhibitor bestimmter Plasmamembran -ATPasen , wie z. B. der Na + /K + -ATPase und der Ca2 + -ATPase ( PMCA ). Als Übergangszustandsanalogon von Phosphat unterliegt Vanadat während der Phosphorylierung einem nukleophilen Angriff durch Wasser, wodurch P-Typ-ATPasen im Wesentlichen in ihrem phosphorylierten E2-Zustand „eingefangen“ werden. [ 11 ] [ 12 ] Es hemmt außerdem die Aktivität der Aktomyosin -MgATPase im Skelettmuskel [ 13 ] sowie die Calcium-aktivierte Kraftentwicklung durch Aktomyosin im intakten kontraktilen Apparat des Skelettmuskels. [ 14 ] Andere ATPasen, wie z. B. die SERCA (Sarko-/ endoplasmatisches Retikulum -Ca2 + -ATPase) oder die mitochondriale ATPase , werden jedoch nicht gehemmt . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

Referenzen

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