Struktura, vlastnosti a použití oxidu zlatitého (Au2O3)

3733
David Holt

The oxid (III) zlata je anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je AudvaNEBO3. Teoreticky lze očekávat, že její povaha bude kovalentní. Nelze však zcela vyloučit přítomnost určitého iontového charakteru v jeho pevné látce; nebo co je stejné, předpokládejme nepřítomnost Au kationtu3+ vedle aniontu Odva-.

Může se zdát rozporuplné, že zlato, které je ušlechtilým kovem, může rezivět. Za normálních podmínek nelze kousky zlata (jako hvězdy na obrázku níže) oxidovat kontaktem s kyslíkem v atmosféře; avšak při ozáření ultrafialovým zářením v přítomnosti ozonu OR3, panorama je jiné.

Zlaté hvězdy. Zdroj: Pexels.

Pokud by zlaté hvězdy byly vystaveny těmto podmínkám, změnily by se na červenohnědou barvu, charakteristickou pro AudvaNEBO3.

Jiné způsoby získání tohoto oxidu by znamenaly chemické ošetření uvedených hvězd; například přeměnou hmotnosti zlata na příslušný chlorid AuCl3.

Poté do AuCl3, a zbytek vytvořených možných solí zlata se přidá silné bazické médium; a tím se získá hydratovaný oxid nebo hydroxid, Au (OH)3. Nakonec se tato poslední sloučenina tepelně dehydratuje, aby se získal AudvaNEBO3.

Rejstřík článků

  • 1 Struktura oxidu zlata (III)
    • 1.1 Elektronické aspekty
    • 1.2 Hydráty
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Fyzický vzhled
    • 2.2 Molekulová hmotnost
    • 2.3 Hustota
    • 2.4 Teplota tání
    • 2.5 Stabilita
    • 2.6 Rozpustnost
  • 3 Názvosloví
  • 4 použití
    • 4.1 Barvení skla
    • 4.2 Syntéza aurátů a fulminantního zlata
    • 4.3 Manipulace se samostatně sestavenými monovrstvy
  • 5 Reference

Struktura oxidu zlata (III)

Krystalová struktura Au2O3. Zdroj: Materialscientist [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Horní obrázek ukazuje krystalovou strukturu oxidu zlata (III). Je zobrazeno uspořádání atomů zlata a kyslíku v pevné látce, a to buď s ohledem na neutrální atomy (kovalentní pevná látka), nebo ionty (iontová pevná látka). Lhostejně stačí v každém případě odstranit nebo umístit odkazy Au-O.

Podle obrázku se předpokládá, že převládá kovalentní znak (což by bylo logické). Z tohoto důvodu jsou zobrazeny atomy a vazby představované koulemi a pruhy. Zlaté koule odpovídají atomům zlata (AuIII-O) a ty načervenalé na atomy kyslíku.

Pokud se podíváte pozorně, uvidíte, že existují jednotky AuO4, které jsou spojeny atomy kyslíku. Dalším způsobem, jak si to představit, by bylo zvážit, že každý Au3+ je obklopen čtyřmi Odva-; samozřejmě z iontového hlediska.

Tato struktura je krystalická, protože atomy jsou uspořádány podle stejného vzorce dlouhého dosahu. Jeho jednotková buňka tedy odpovídá romboedrickému krystalickému systému (stejnému v horním obrázku). Proto všichni AudvaNEBO3 by bylo možné sestrojit, kdyby byly všechny tyto sféry jednotkové buňky rozmístěny v prostoru.

Elektronické aspekty

Zlato je přechodný kov a očekává se, že jeho 5d orbitaly budou interagovat přímo s 2p orbitaly atomu kyslíku. Toto překrytí jejich orbitalů by teoreticky mělo generovat vodivé pásy, které by převáděly AudvaNEBO3 v pevném polovodiči.

Proto skutečná struktura AudvaNEBO3 v tomto ohledu je to ještě složitější.

Hydráty

Oxid zlata může zadržovat molekuly vody ve svých romboedrických krystalech, což vede k hydrátům. Když se vytvoří takové hydráty, struktura se stane amorfní, tj. Neuspořádanou.

Chemický vzorec těchto hydrátů může být jakýkoli z následujících, který ve skutečnosti není zcela objasněn: AudvaNEBO3∙ zHdvaO (z = 1, 2, 3 atd.), Au (OH)3, nebo AuXNEBOY(ACH)z.

Vzorec Au (OH)3 představuje nadměrné zjednodušení skutečného složení uvedených hydrátů. Je to proto, že v hydroxidu zlatém (III) vědci také zjistili přítomnost AudvaNEBO3; a proto nemá smysl s ní zacházet izolovaně jako s „jednoduchým“ hydroxidem přechodného kovu.

Na druhou stranu z pevné látky se vzorcem AuXNEBOY(ACH)z lze očekávat amorfní strukturu; protože to záleží na koeficientech X, Y Y z, jejichž variace by vedly ke vzniku všech druhů struktur, které by těžko mohly vykazovat krystalický vzor.

Vlastnosti

Fyzický vzhled

Je to červenohnědá pevná látka.

Molekulová hmotnost

441,93 g / mol.

Hustota

11,34 g / ml.

Bod tání

Taje a rozkládá se při 160 ° C. Proto postrádá bod varu, takže tento oxid nikdy nedosáhne varu..

Stabilita

AUdvaNEBO3 je termodynamicky nestabilní, protože, jak bylo uvedeno na začátku, zlato nemá tendenci oxidovat za normálních teplotních podmínek. Snadno se tedy sníží, aby se znovu stalo ušlechtilým zlatem.

Čím vyšší je teplota, tím rychlejší je reakce, která se označuje jako tepelný rozklad. Tedy AudvaNEBO3 při 160 ° C se rozkládá a produkuje kovové zlato a uvolňuje molekulární kyslík:

2 audvaNEBO3 => 4 Au + 3 Odva

Velmi podobná reakce může nastat u jiných sloučenin, které podporují uvedenou redukci. Proč redukce? Protože zlato znovu získává elektrony, které mu kyslík vzal; což je stejné jako říkat, že ztrácí vazby s kyslíkem.

Rozpustnost

Je to pevná látka nerozpustná ve vodě. Je však rozpustný v kyselině chlorovodíkové a kyselině dusičné díky tvorbě chloridů a dusičnanů zlata..

Nomenklatura

Oxid zlato (III) je název, který se řídí nomenklaturou akcií. Další způsoby, jak to zmínit, jsou:

-Tradiční nomenklatura: oxid aurický, protože valence 3+ je nejvyšší pro zlato.

-Systematická nomenklatura: dioro trioxide.

Aplikace

Barvení skla

Jedním z jeho nejvýznamnějších použití je přidání červenavé barvy k určitým materiálům, jako je sklo, navíc k udělení určitých vlastností, které jsou vlastní atomům zlata..

Syntéza aurátů a fulminantního zlata

Pokud je přidáno AudvaNEBO3 do média, kde je rozpustný a v přítomnosti kovů se mohou po přidání silné báze vysrážet auráty; které jsou tvořeny AuO anionty4- ve společnosti kovových kationtů.

Také AudvaNEBO3 reaguje s amoniakem za vzniku fulminantní sloučeniny zlata, AudvaNEBO3(NH3)4. Jeho název je odvozen od skutečnosti, že je vysoce výbušný.

Manipulace se samostatnými monovrstvy

Některé sloučeniny, jako je dialkyldisulfidy, RSSR, nejsou adsorbovány stejným způsobem na zlato a jeho oxidy. Když dojde k této adsorpci, vytvoří se spontánně vazba Au-S, kde atom síry vykazuje a definuje chemické vlastnosti uvedeného povrchu v závislosti na funkční skupině, ke které je připojen..

RSSR nemohou být adsorbovány na AudvaNEBO3, ale ano na kovovém zlatě. Proto, pokud je povrch zlata upraven a jeho stupeň oxidace, stejně jako velikost částic nebo vrstev AudvaNEBO3, lze navrhnout heterogennější povrch.

Tento povrch AudvaNEBO3-AuSR interaguje s oxidy kovů určitých elektronických zařízení, čímž vytváří budoucí chytřejší povrchy.

Reference

  1. Wikipedia. (2018). Oxid zlato (III). Obnoveno z: en.wikipedia.org
  2. Chemická formulace. (2018). Oxid zlato (III). Obnoveno z: formulacionquimica.com
  3. D. Michaud. (2016, 24. října). Oxidy zlata. 911 Metalurg. Obnoveno z: 911metallurgist.com
  4. Shi, R. Asahi a C. Stampfl. (2007). Vlastnosti oxidů zlata AudvaNEBO3 a AudvaNebo: Vyšetřování podle prvních zásad. Americká fyzická společnost.
  5. Cook, Kevin M. (2013). Oxid zlata jako maskovací vrstva pro regioselektivní povrchovou chemii. Práce a disertační práce. Papír 1460.

Zatím žádné komentáře