- Estructura del óxido de oro (III)
- Elektroniske aspekter
- hydrater
- Ejendomme
- Fysisk fremtoning
- Molekylmasse
- Massefylde
- Smeltepunkt
- Stabilitet
- Opløselighed
- nomenklatur
- Applikationer
- Glasfarvning
- Syntese af aurater og fulminant guld
- Håndtering af selvmonterede monolag
- Referencer
Den guld oxid (III) er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Au 2 O 3. Teoretisk set kunne dens art forventes at være af den kovalente type. Tilstedeværelsen af en bestemt ionisk karakter i det faste stof kan imidlertid ikke udelukkes fuldstændigt; eller hvad der er det samme, antag fraværet af Au 3+ -kation sammen med O 2- anionen.
Det kan virke modstridende, at guld, der er et ædelmetal, kan ruste. Under normale forhold kan guldstykker (som stjernerne på billedet nedenfor) ikke oxideres ved kontakt med ilt i atmosfæren; når de imidlertid bestråles med ultraviolet stråling i nærvær af ozon, O 3, er billedet anderledes.
Guldstjerner. Kilde: Pexels.
Si las estrellas de oro se sometieran a estas condiciones, se tornarían de un colour marrón rojizo, característico del Au 2 O 3.
Otros métodos para obtener este óxido implicarían el tratamiento químico de dichas estrellas; por ejemplo, convirtiendo la masa de oro en su respectivo cloruro, AuCl 3.
Despues, al AuCl 3, y el resto de las posibles salg de oro formadas, se le adiciona un medio básico fuerte; y con esto, se obtiene el óxido hidratado o hidróxido, Au (OH) 3. Finalmente, este último compuesto se deshidrata térmicamente para obtener así el Au 2 O 3.
Estructura del óxido de oro (III)
Estructura cristalina del Au2O3. Fuente: Materialscientist
Det øverste billede viser krystalstrukturen af guld (III) oxid. Arrangementet af guld- og iltatomerne i det faste stof vises enten ved at betragte dem som neutrale atomer (kovalent fast stof) eller ioner (ionisk fast stof). Ligegyldigt er det nok at fjerne eller placere Au-O-linkene under alle omstændigheder.
I henhold til billedet antages det, at den kovalente karakter dominerer (hvilket ville være logisk). Af denne grund vises atomer og bindinger repræsenteret ved hhv. Kugler og søjler. De gyldne kugler svarer til guldatomerne (Au III- O) og de rødlige med iltatomerne.
Hvis du ser nøje, vil det ses, at der er AuO 4- enheder, som er forbundet med iltatomer. En anden måde at visualisere det ville være at overveje, at hver Au 3+ er omgivet af fire O 2-; naturligvis set fra et ionisk perspektiv.
Denne struktur er krystallinsk, fordi atomerne er arrangeret i det samme langtrækkende mønster. Således svarer dens enhedscelle til det rhombohedrale krystallinske system (den samme i det øverste billede). Derfor er alle Au 2 O 3 kunne konstrueres, hvis alle de kugler af enhedscellen blev fordelt i rummet.
Elektroniske aspekter
Guld er et overgangsmetal, og dets 5d orbitaler forventes at interagere direkte med 2p-orbitaler i oxygenatomet. Denne overlapning af deres orbitaler bør teoretisk generere ledningsbånd, som bevirker, Au 2 O 3 til en fast halvleder.
Derfor er den sande struktur af Au 2 O 3 endnu mere kompliceret med dette i tankerne.
hydrater
Guldoxid kan tilbageholde vandmolekyler i dets rhombohedrale krystaller, hvilket giver anledning til hydrater. Når sådanne hydrater dannes, bliver strukturen amorf, dvs. forstyrret.
Den kemiske formel for sådanne hydrater kan være ethvert af de følgende, som i virkeligheden ikke er fuldt afklaret: Au 2 O 3 ∙ ZH 2 O (z = 1, 2, 3, etc.), Au (OH) 3, eller Au x O y (OH) z.
Formlen Au (OH) 3 repræsenterer en forenkling af den rigtige sammensætning af nævnte hydrater. Dette er fordi inden guld (III) hydroxid, har forskere også fundet tilstedeværelsen af Au 2 O 3; og derfor er det meningsløst at behandle det isoleret som et "simpelt" overgangsmetallhydroxid.
På den anden side kunne man forvente en amorf struktur fra et fast stof med formlen Au x O y (OH) z; da det afhænger af koefficienterne x, y og z, hvis variationer ville give anledning til alle slags strukturer, der næppe kunne udvise et krystallinsk mønster.
Ejendomme
Fysisk fremtoning
Det er et rødbrunt fast stof.
Molekylmasse
441,93 g / mol.
Massefylde
11,34 g / ml.
Smeltepunkt
Smelter og nedbrydes ved 160 ° C. Derfor mangler det et kogepunkt, så dette oxid koger aldrig.
Stabilitet
Au 2 O 3 er termodynamisk ustabil, fordi guld som nævnt i begyndelsen ikke har tendens til at oxidere under normale temperaturforhold. Så det reduceres let at blive det ædelguld igen.
Jo højere temperatur, jo hurtigere er reaktionen, der er kendt som termisk nedbrydning. Au 2 O 3 ved 160 ° C nedbrydes således til produktion af metallisk guld og frigiver molekylært ilt:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
En meget lignende reaktion kan forekomme med andre forbindelser, der fremmer reduktionen. Hvorfor reduktion? Fordi guld genvinder de elektroner, som ilt tog fra det; hvilket er det samme som at sige, at det mister bindinger med ilt.
Opløselighed
Det er et fast stof, der er uopløseligt i vand. Den er imidlertid opløselig i saltsyre og salpetersyre på grund af dannelsen af guldchlorider og nitrater.
nomenklatur
Guld (III) oxid er det navn, der styres af bestandsnomenklaturen. Andre måder at nævne det på er:
-Traditionel nomenklatur: aurisk oxid, fordi 3+ valensen er den højeste for guld.
-Systematisk nomenklatur: dioro trioxid.
Applikationer
Glasfarvning
En af dets mest fremtrædende anvendelser er at give visse materialer en rødlig farve, såsom glas, samt at give dem visse egenskaber, der er forbundet med guldatomer.
Syntese af aurater og fulminant guld
Hvis Au 2 O 3 sættes til et medium, hvor det er opløseligt, og i nærvær af metaller, kan aurates udfælde efter tilsætning af en stærk base; der består af AuO 4- anioner - i selskab med metalkationer.
Ligeledes Au 2 O 3 til reagerer med ammoniak dannelse af fulminant guldforbindelse, Au 2 O 3 (NH 3) 4. Navnet stammer fra det faktum, at det er meget eksplosivt.
Håndtering af selvmonterede monolag
Visse forbindelser, såsom dialkyldisulfider, RSSR, adsorberes ikke på samme måde på guld og dets oxid. Når denne adsorption finder sted, dannes en Au-S-binding spontant, hvor svovlatomet udviser og definerer de kemiske egenskaber af overfladen afhængigt af den funktionelle gruppe, hvortil den er bundet.
RSSR'er kan ikke adsorberes på Au 2 O 3, men de kan på metallisk guld. Derfor, hvis overfladen af guld og dens grad af oxidation modificeres, samt størrelsen af partiklerne eller lag af Au 2 O 3, en mere heterogen overflade kan udformes.
Denne Au 2 O 3 -AuSR-overflade interagerer med metaloxiderne på visse elektroniske enheder og udvikler således fremtidige smartere overflader.
Referencer
- Wikipedia. (2018). Guld (III) oxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Kemisk formulering. (2018). Guld (III) oxid. Gendannes fra: formulacionquimica.com
- D. Michaud. (2016, 24. oktober). Guld rust. 911 Metallurg. Gendannet fra: 911metallurgist.com
- Shi, R. Asahi og C. Stampfl. (2007). Egenskaber ved guldoxider Au 2 O 3 og Au 2 O: Undersøgelse af første principper. The American Physical Society.
- Cook, Kevin M. (2013). Guldoxid som et maskeringslag til Regioselective Surface Chemistry. Afhandlinger og afhandlinger. Papir 1460.