ZLATI OKSID (III) (AU2O3): ZGRADBA, LASTNOSTI IN UPORABE - KEMIJA - 2025

Zlato oksid (III) anorganska spojina, katerega kemijska formula je Au ₂ O ₃ . Teoretično bi lahko pričakovali njegovo naravo kovalentnega tipa. Vendar prisotnosti določenega ionskega značaja v trdni snovi ni mogoče popolnoma izključiti; ali kar je enako, predpostavimo, da ni kation Au ³⁺ skupaj z anionom O ² .

Morda se zdi nasprotujoče, da zlato, ki je plemenita kovina, lahko rjavi. V normalnih razmerah koščkov zlata (kot zvezde na spodnji sliki) ni mogoče oksidirati s stikom s kisikom v atmosferi; Vendar, če so obsevali z ultravijolično sevanje v prisotnosti ozona, O ₃ , je slika drugačna.

Zlate zvezde. Vir: Pexels.

Če bi se te razmere podvrgle zlati zvezdi, bi postale rdečkasto rjava barva, značilna za Au ₂ O ₃ .

Druge metode za pridobivanje tega oksida bi vključevale kemično obdelavo omenjenih zvezd; na primer s pretvorbo mase zlata v ustrezen klorid, AuCl ₃ .

Nato AuCl ₃ in ostale možne tvorjene zlate soli dodamo močan bazični medij; in s tem dobimo hidriran oksid ali hidroksid, Au (OH) ₃ . Končno se ta zadnja spojina toplotno dehidriramo, da dobimo Au ₂ O ₃ .

Struktura zlatega (III) oksida

Kristalna struktura Au2O3. Vir: Materialscientist

Zgornja slika prikazuje kristalno strukturo zlatega (III) oksida. Prikazana je razporeditev atomov zlata in kisika v trdni snovi, bodisi glede na nevtralne atome (kovalentno trdno snov) bodisi ione (ionska trdna snov). Brez dvoma je dovolj, da v vsakem primeru odstranite ali postavite povezave Au-O.

Glede na podobo domnevamo, da prevladuje kovalenten značaj (kar bi bilo logično). Zato so atomi in vezi predstavljeni s kroglicami in palicami. Zlate kroglice ustrezajo atomom zlata (Au ^III -O), rdečkaste pa atomom kisika.

Če natančno pogledate, boste videli, da obstajajo enote AuO ₄ , ki jih povezujejo kisikovi atomi. Drug način vizualne predstavitve bi bil, če upoštevamo, da je vsak Au ³⁺ obdan s štirimi O ^2- ; seveda z ionske perspektive.

Ta struktura je kristalna, ker so atomi razporejeni po istem vzorcu dolgega dosega. Tako njegova enotna celica ustreza romboedarskemu kristalnemu sistemu (isti na zgornji sliki). Zato bi bilo mogoče zgraditi vse Au ₂ O _{3, če} bi bile vse te krogle enote celice razporejene v prostoru.

Elektronski vidiki

Zlato je prehodna kovina in njegove 5d orbitale naj bi neposredno vplivale na 2p orbitale kisikovega atoma. To prekrivanje njihovih orbitov bi moralo teoretično ustvariti prevodne pasove, ki bi Au ₂ O ₃ spremenili v trden polprevodnik.

Zato je prava struktura Au ₂ O ₃ s tem v mislih še bolj zapletena.

Hidrati

Zlati oksid lahko zadrži molekule vode v svojih romboedrskih kristalih, kar povzroči hidrate. Ko nastajajo taki hidrati, postane struktura amorfna, torej neurejena.

Kemična formula takšnih hidratov je lahko katera koli od naslednjih, ki dejansko niso popolnoma razjasnjena: Au ₂ O ₃ ∙ zH ₂ O (z = 1, 2, 3 itd.), Au (OH) ₃ ali Au _x O _y (OH) _z .

Formula Au (OH) ₃ predstavlja poenostavitev prave sestave omenjenih hidratov. To je zato, ker so v zlatem (III) hidroksidu raziskovalci ugotovili tudi prisotnost Au ₂ O ₃ ; zato ga je nesmiselno obravnavati izolirano kot "preprost" hidroksid hidroksida.

Po drugi strani je mogoče od trdne snovi s formulo Au _x O _y (OH) _z pričakovati amorfno strukturo; saj je odvisno od koeficientov x, y in z, katerih variacije bi povzročile vse vrste struktur, ki bi komajda imele kristalni vzorec.

Lastnosti

Fizični videz

Je rdečkasto rjava trdna snov.

Molekularna masa

441,93 g / mol.

Gostota

11,34 g / ml.

Tališče

Stali in razpade pri 160 ° C. Zato mu manjka vrelišča, zato ta oksid nikoli ne zavre.

Stabilnost

Au ₂ O ₃ je termodinamično nestabilen, ker, kot je bilo omenjeno na začetku, zlato pri normalnih temperaturnih pogojih ne oksidira. Tako se zlahka zmanjša, da spet postane plemenito zlato.

Višja je temperatura, hitrejša je reakcija, ki jo poznamo kot termično razpadanje. Tako Au ₂ O ₃ pri 160 ° C razpade, da ustvari kovinsko zlato in sprosti molekularni kisik:

2 Au ₂ O ₃ => 4 Au + 3 O ₂

Zelo podobna reakcija se lahko pojavi z drugimi spojinami, ki spodbujajo omenjeno redukcijo. Zakaj zmanjšanje? Ker zlato pridobiva elektrone, ki jih kisik vzame iz njega; kar je isto kot če rečemo, da izgublja vezi s kisikom.

Topnost

Je trda netopna v vodi. Vendar je zaradi tvorbe zlatih kloridov in nitratov topen v klorovodikovi in ​​dušikovi kislini.

Nomenklatura

Zlati (III) oksid je ime, ki ga ureja nomenklatura zalog. Drugi načini za omenjanje tega so:

-Tradicionalna nomenklatura: avrski oksid, ker je valenca 3+ najvišja pri zlatu.

-Sistematična nomenklatura: dioro trioksid.

Prijave

Obarvanje stekla

Ena izmed njegovih najimenitnejših načinov uporabe je dodajanje rdečkaste barve nekaterim materialom, kot je steklo, poleg podeljevanja nekaterih lastnosti zlatih atomov.

Sinteza aureta in fulminantnega zlata

Če _dodamo Au ₂ O ₃ v medij, kjer je topen in v prisotnosti kovin lahko aureti obarjajo po dodatku močne baze; ki jih sestavljajo anioni AuO ₄ ^- v družbi kovinskih kationov.

Prav tako Au ₂ O ₃ reagira z amoniakom, da se tvori fulminantni zlato spojine, Au ₂ O ₃ (NH ₃ ) ₄ . Ime izvira iz dejstva, da je zelo eksploziven.

Ravnanje s samonastavljenimi enoplastmi

Nekatere spojine, kot dialkil disulfidi, RSSR, se na zlato in njegov oksid ne adsorbirajo na enak način. Ko pride do te adsorpcije, se spontano tvori Au-S vez, kjer se atom žvepla razkrije in določi kemijske lastnosti navedene površine glede na funkcionalno skupino, na katero je pritrjena.

RSSR ni mogoče adsorbirati na Au ₂ O ₃ , lahko pa na kovinsko zlato. Če torej spremenimo površino zlata in stopnjo njegove oksidacije ter velikost delcev ali plasti Au ₂ O ₃ , lahko oblikujemo bolj raznoliko površino.

Ta površina Au ₂ O ₃ -AvSR medsebojno deluje s kovinskimi oksidi nekaterih elektronskih naprav in tako razvija prihodnje pametnejše površine.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Zlati (III) oksid. Pridobljeno: en.wikipedia.org
2. Kemična formulacija. (2018). Zlati (III) oksid. Pridobljeno: formulacionquimica.com
3. D. Michaud. (2016, 24. oktobra). Zlata rja. 911 Metalurist. Pridobljeno: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi in C. Stampfl. (2007). Lastnosti zlatih oksidov Au ₂ O ₃ in Au ₂ O: Preiskava prvih načel. Ameriško fizično društvo.
5. Kuhar, Kevin M. (2013). Zlati oksid kot maskiranje za regioselektivno kemijo površin. Teze in disertacije. Papir 1460.