- Struktur av gull (III) oksid
- Elektroniske aspekter
- hydrater
- Egenskaper
- Fysisk utseende
- Molekylmasse
- tetthet
- Smeltepunkt
- Stabilitet
- løselighet
- nomenklatur
- applikasjoner
- Glassfarging
- Syntese av aurater og fulminant gull
- Håndtering av selvmonterte monolag
- referanser
Den gull-oksyd (III) er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er Au 2 O 3 . Teoretisk sett kan dens natur forventes å være av den kovalente typen. Imidlertid kan tilstedeværelsen av en viss ionisk karakter i det faste stoffet ikke utelukkes fullstendig; eller hva er det samme, antar fraværet av Au 3+ -kation sammen med O 2- anionen .
Det kan virke motstridende at gull, som er et edelt metall, kan ruste. Under normale forhold kan ikke gullstykker (som stjernene på bildet nedenfor) oksideres ved kontakt med oksygen i atmosfæren; når de bestråles med ultrafiolett stråling i nærvær av ozon, O 3 , er bildet imidlertid annerledes.
Gullstjerner. Kilde: Pexels.
Hvis gullstjerner ble utsatt for disse forholdene, ville de få en rødbrun farge, karakteristisk for Au 2 O 3 .
Andre metoder for å oppnå dette oksydet vil involvere kjemisk behandling av nevnte stjerner; for eksempel ved å konvertere massen av gull til dets respektive klorid, AuCl 3 .
Deretter tilsettes et sterkt basismedium til AuCl 3 , og resten av de dannede mulige gullsaltene ; og med dette oppnås det hydratiserte oksydet eller hydroksyd Au (OH) 3 . Til slutt blir denne siste forbindelsen termisk dehydrert for å oppnå Au 2 O 3 .
Struktur av gull (III) oksid
Krystallstruktur av Au2O3. Kilde: Materialscientist
Det øvre bildet viser krystallstrukturen av gull (III) oksid. Arrangementet av gull- og oksygenatomer i faststoffet er vist, enten med tanke på dem nøytrale atomer (kovalent faststoff), eller ioner (ionisk fast stoff). Likegyldig er det nok å fjerne eller plassere Au-O-linkene i alle fall.
I følge bildet antas det at den kovalente karakteren dominerer (noe som ville være logisk). Av den grunn er atomer og bindinger vist representert med henholdsvis kuler og stenger. De gyldne kulene tilsvarer gullatomer (Au III- O), og de rødlige til oksygenatomene.
Hvis du ser nøye, vil det sees at det er AuO 4- enheter , som er forbundet med oksygenatomer. En annen måte å visualisere det ville være å vurdere at hver Au 3+ er omgitt av fire O 2- ; selvfølgelig fra et ionisk perspektiv.
Denne strukturen er krystallinsk fordi atomene er anordnet i samme langdistansemønster. Dermed tilsvarer enhetens celle det rhombohedrale krystallinske systemet (den samme i det øvre bildet). Derfor er alle de Au 2 O 3 kan konstrueres hvis alle disse sfærer av enhetscellen ble fordelt på plass.
Elektroniske aspekter
Gull er et overgangsmetall, og det forventes at 5d-orbitaler samvirker direkte med oksygenatomets 2p-orbitaler. Denne overlapping av deres orbitaler teoretisk skulle generere ledningsbånd som ville slå Au 2 O 3 inn i en fast halvleder.
Derfor er den sanne strukturen til Au 2 O 3 enda mer komplisert med dette i tankene.
hydrater
Gulloksyd kan beholde vannmolekyler i sine rombohedriske krystaller, noe som gir opphav til hydrater. Når slike hydrater dannes, blir strukturen amorf, det vil si forstyrret.
Den kjemiske formel for slike hydrater kan være et hvilket som helst av de følgende, som i virkeligheten ikke er fullt ut klarlagt: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3, etc.), Au (OH) 3 , eller Au x O y (OH) z .
Formelen Au (OH) 3 representerer en forenkling av den virkelige sammensetningen av nevnte hydrater. Dette er fordi i løpet av gull (III) hydroksyd, forskere har også funnet at tilstedeværelsen av Au 2 O 3 ; og derfor er det meningsløst å behandle det isolert som et "enkelt" overgangsmetallhydroksyd.
På den annen side kunne man forvente en amorf struktur fra et faststoff med formelen Au x O y (OH) z ; siden det avhenger av koeffisientene x, y og z, hvis variasjoner vil gi opphav til alle slags strukturer som knapt kunne utvise et krystallinsk mønster.
Egenskaper
Fysisk utseende
Det er et rødbrunt fast stoff.
Molekylmasse
441,93 g / mol.
tetthet
11,34 g / ml.
Smeltepunkt
Smelter og spaltes ved 160 ° C. Derfor mangler det et kokepunkt, så dette oksydet koker aldri.
Stabilitet
Au 2 O 3 er termodynamisk ustabil fordi gull, som nevnt i begynnelsen, ikke pleier å oksidere under normale temperaturforhold. Så det reduseres lett å bli det edle gullet igjen.
Jo høyere temperatur, jo raskere er reaksjonen, som er kjent som termisk spaltning. Dermed spaltes Au 2 O 3 ved 160 ºC for å produsere metallisk gull og frigjør molekylært oksygen:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
En veldig lignende reaksjon kan forekomme med andre forbindelser som fremmer nevnte reduksjon. Hvorfor reduksjon? Fordi gull gjenvinner elektronene som oksygen tok fra det; som er det samme som å si at den mister bindinger med oksygen.
løselighet
Det er et fast stoff som er uoppløselig i vann. Imidlertid er det løselig i saltsyre og salpetersyre, på grunn av dannelsen av gullklorider og nitrater.
nomenklatur
Gull (III) oksid er navnet styrt av aksjenomenklaturen. Andre måter å nevne det på er:
-Tradisjonell nomenklatur: aurisk oksid, fordi valensen 3+ er den høyeste for gull.
-Systematisk nomenklatur: dioro trioxide.
applikasjoner
Glassfarging
En av de mest fremtredende bruksområdene er å gi visse materialer en rødlig farge, for eksempel glass, samt å gi dem visse egenskaper som er iboende for gullatomer.
Syntese av aurater og fulminant gull
Hvis Au 2 O 3 tilsettes til et medium hvor det er oppløselig, og i nærvær av metaller, kan aurates utfelles etter tilsetning av en sterk base; som består av AuO 4- anioner - i selskap med metallkationer.
Likeledes, Au 2 O 3 til reagerer med ammoniakk danne fulminant gullforbindelse, Au 2 O 3 (NH 3 ) 4 . Navnet stammer fra det faktum at det er svært eksplosivt.
Håndtering av selvmonterte monolag
Enkelte forbindelser, så som dialkyldisulfider, RSSR, adsorberes ikke på samme måte på gull og dets oksyd. Når denne adsorpsjonen skjer, dannes en Au-S-binding spontant, der svovelatomet viser og definerer de kjemiske egenskapene til nevnte overflate, avhengig av den funksjonelle gruppen som den er bundet til.
RSSR-er kan ikke adsorberes på Au 2 O 3 , men de kan på metallisk gull. Derfor, hvis overflaten av gull og dets oksydasjonsgrad blir endret, så vel som størrelsen av partiklene eller lag av Au 2 O 3 , en mer heterogen overflate kan utformes.
Denne Au 2 O 3 -AuSR-overflaten samvirker med metalloksydene til visse elektroniske apparater, og utvikler dermed fremtidige smartere overflater.
referanser
- Wikipedia. (2018). Gull (III) oksid. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
- Kjemisk formulering. (2018). Gull (III) oksid. Gjenopprettet fra: formulacionquimica.com
- D. Michaud. (2016, 24. oktober). Gullrost. 911 Metallurg. Gjenopprettet fra: 911metallurgist.com
- Shi, R. Asahi og C. Stampfl. (2007). Egenskapene til gulloksidene Au 2 O 3 og Au 2 O: Første prinsipper-undersøkelse. The American Physical Society.
- Cook, Kevin M. (2013). Gulloksid som maskeringslag for Regioselective Surface Chemistry. Avhandlinger og avhandlinger. Papir 1460.