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 О2-.

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 (AuIII-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 O2-; 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 AuхОи(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 AuхОи(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.