Структура, свойства, номенклатура и употреби на златен оксид (III) (Au2O3)

на златен оксид (III) е неорганично съединение, чиято химична формула е Au₂О₃. Теоретично може да се очаква, че природата му е ковалентен тип. Обаче, присъствието на някакъв йонен характер в неговото твърдо вещество не може да бъде изцяло отхвърлено; или това, което е същото, предполагат липса на катион³⁺ до аниона О^2-.

Може да изглежда противоречиво, че златото, като благороден метал, може да ръждясва. При нормални условия, парчета злато (като звездите на изображението по-долу) не могат да бъдат окислени чрез контакт с кислород в атмосферата; при облъчване с ултравиолетова радиация в присъствието на озон, OR₃, картината е различна.

Ако златните звезди бяха подложени на тези условия, те щели да станат червеникавокафяви, характерни за Au₂О₃.

Други методи за получаване на този оксид включват химическа обработка на споменатите звезди; например, превръщането на златната маса в съответния хлорид, AuCl₃.

След това, към AuCl₃, и се образуват останалите възможни соли на злато, добавя се силна основна среда; и с това получавате хидратирания оксид или хидроксид, Au (OH)₃. Накрая, последното съединение се термично дехидратира, за да се получи Au₂О₃.

индекс

• 1 Структура на златен оксид (III)
  • 1.1 Електронни аспекти
  • 1.2 Хидрати
• 2 Свойства
  • 2.1 Физически вид
  • 2.2 Молекулна маса
  • 2.3 Плътност
  • 2.4 Точка на топене
  • 2.5 Стабилност
  • 2.6 Разтворимост
• 3 Номенклатура
• 4 Използване
  • 4.1 Оцветяване на стъклата
  • 4.2 Синтез на аурата и пулсиращото злато
  • 4.3 Работа със самостоятелно сглобени монослоеве
• 5 Препратки

Структура на златен оксид (III)

Кристалната структура на златния (III) оксид е показана в горното изображение. Показано е разположението на златните и кислородните атоми в твърдото вещество или като неутрални атоми (ковалентно твърдо вещество), или като йони (йонно твърдо вещество). Неясно е, че е достатъчно да се премахнат или поставят Au-O връзките във всеки случай.

Според изображението се приема, че ковалентният характер преобладава (което би било логично). По тази причина представените атоми и връзки са показани съответно със сфери и решетки. Златните сфери съответстват на златните атоми (Au^III-О) и червеникави до кислородни атоми.

Ако се вгледате внимателно, ще видите, че има AuO единици₄, които са свързани с кислородни атоми. Друг начин да се визуализира това е да се помисли, че всеки Au³⁺ е заобиколен от четири O^2-; Разбира се, от йонна гледна точка.

Тази структура е кристална, тъй като атомите са подредени по същия дълъг обхват. По този начин нейната единна клетка съответства на ромбоедричната кристална система (същата като на горното изображение). Ето защо, всички Au₂О₃ може да бъде построена, ако всички тези сфери на единичната клетка се разпределят в пространството.

Електронни аспекти

Златото е преходен метал и може да се очаква, че неговите 5d орбитали взаимодействат директно с 2р орбиталите на кислородния атом. Това припокриване на техните орбитали теоретично трябва да генерира проводими ленти, които биха преобразували Au₂О₃ в твърд полупроводник.

Следователно, истинската структура на Au₂О₃ това е още по-сложно с това предвид.

хидрати

Златният оксид може да задържа водни молекули в своите ромбоедрични кристали, което води до хидрати. Когато се образуват такива хидрати, структурата става аморфна, т.е. разрушена.

Химичната формула за такива хидрати може да бъде всяка от следните, която в действителност не е дълбоко изяснена: Au₂О₃ZH₂О (z = 1, 2, 3 и т.н.), Au (OH)₃, или Au_хО_и(ОН)_Z.

Формулата Au (OH)₃ представлява прекомерно опростяване на истинския състав на споменатите хидрати. Това е така, защото в рамките на златния хидроксид (III) изследователите също са открили присъствието на Au₂О₃; и следователно, има смисъл да се третира изолирано като "прост" хидроксид на преходен метал.

От друга страна, на твърдо вещество с формула Au_хО_и(ОН)_Z може да се очаква аморфна структура; тъй като това зависи от коефициентите х, и и Z, чиито вариации биха довели до всички видове структури, които трудно биха могли да проявят кристален модел.

свойства

Физически вид

Това е червеникавокафяво твърдо вещество.

Молекулна маса

441,93 g / mol.

плътност

11,34 g / ml.

Точка на топене

То се топи и се разлага при 160ºC. Поради това липсва точка на кипене, така че този оксид никога не достига точка на кипене.

стабилност

Au₂О₃ то е термодинамично нестабилно, тъй като, както е споменато в началото, златото не е склонно да окислява при нормални температурни условия. Така че лесно се намалява, за да стане отново благородното злато.

Колкото по-висока е температурата, толкова по-бързо става реакцията, известна като термично разлагане. Така че, Au₂О₃ при 160 ° C се разлага, за да произведе метално злато и да освободи молекулен кислород:

2 Au₂О₃ => 4 Au + 3 O₂

Много подобна реакция може да се случи с други съединения, които благоприятстват споменатото редуциране. Защо намаляването? Защото златото се връща, за да спечели електроните, които кислородът отне от него; което е същото като да кажеш, че губи връзки с кислорода.

разтворимост

Той е твърдо вещество, неразтворимо във вода. Въпреки това, той е разтворим в солна киселина и азотна киселина, поради образуването на златни хлориди и нитрати.

номенклатура

Златен оксид (III) е наименованието, регулирано от запасите. Други начини за споменаване са:

-Традиционна номенклатура: аурериков оксид, защото валентността 3+ е най-висока за златото.

-Систематична номенклатура: диоротриоксид.

приложения

Оцветяване на очила

Една от най-забележителните му приложения е да предостави червеникави цветове на определени материали, като например очила, в допълнение към определени свойства, присъщи на атомите в златото..

Синтез на аурата и пулсиращото злато

Ако се добави Au₂О₃ към среда, в която е разтворима и в присъствието на метали, аурата може да се утаи след добавянето на силна основа; които се образуват от аниони на AuO₄^- в компанията на метални катиони.

Също така, Au₂О₃ взаимодейства с амоняк, за да образува златно пълнително съединение, Au₂О₃(NH₃)₄. Името му произтича от факта, че е силно експлозивно.

Работа със самостоятелни монослоеве

За златото и неговия оксид някои съединения, като диалкил дисулфиди, RSSR, не се адсорбират по същия начин. При тази адсорбция спонтанно се образува Au-S връзка, където серният атом показва и определя химическите характеристики на споменатата повърхност в зависимост от функционалната група, към която е свързана..

RSSR не може да се абсорбира в Au₂О₃, но върху метално злато. Следователно, ако повърхността на златото и степента му на окисление са модифицирани, както и размерът на частиците или слоевете на Au₂О₃, може да се проектира по-хетерогенна повърхност.

Тази повърхност Au₂О₃-AuSR взаимодейства с металните оксиди на някои електронни устройства, като по този начин развива бъдещите по-интелигентни повърхности.

препратки

1. Wikipedia. (2018). Златен (III) оксид. Изтеглено от: en.wikipedia.org
2. Химична формулировка (2018). Златен оксид (III). Възстановен от: formulacionquimica.com
3. D. Michaud. (24 октомври 2016 г.). Златни оксиди. 911 Металург. Изтеглено от: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi и C. Stampfl. (2007 г.). Свойства на златните оксиди Au₂О₃ и Au₂О: Разследване на първите принципи. Американското физическо общество.
5. Кук, Кевин М. (2013). Златен оксид като маскиращ слой за региоселективна повърхностна химия. Тези и дисертации. Хартия 1460.