- Zelta (III) oksīda struktūra
- Elektroniskie aspekti
- Hidrāti
- Īpašības
- Ārējais izskats
- Molekulārā masa
- Blīvums
- Kušanas punkts
- Stabilitāte
- Šķīdība
- Nomenklatūra
- Lietojumprogrammas
- Stikla krāsošana
- Aurātu un pilnvērtīga zelta sintēze
- Pārkraušana ar pašsamontētiem vienslāņiem
- Atsauces
Zelts oksīds (III) ir neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir Au 2 O 3 . Teorētiski varētu būt sagaidāms, ka tā raksturs būs kovalents. Tomēr nevar pilnībā izslēgt noteikta jonu rakstura klātbūtni cietā stāvoklī; vai kas ir tas pats, pieņemsim, ka Au 3+ katjona nav kopā ar O2 - anjonu .
Var šķist pretrunīgi, ka zelts, būdams cēlmetāls, var sarūsēt. Normālos apstākļos zelta gabalus (piemēram, zvaigznes attēlā zemāk) nevar oksidēt, saskaroties ar skābekli atmosfērā; tomēr, kad tos apstaro ar ultravioleto starojumu ozona O 3 klātbūtnē , attēls ir atšķirīgs.
Zelta zvaigznes. Avots: Pexels.
Ja zelta apstākļi tiktu pakļauti šiem apstākļiem, tie mainītos sarkanbrūnā krāsā, kas raksturīga Au 2 O 3 .
Citas metodes šī oksīda iegūšanai būtu saistītas ar minēto zvaigžņu ķīmisku apstrādi; piemēram, pārvēršot zelta masu attiecīgajā hlorīdā, AuCl 3 .
Pēc tam AuCl 3 un pārējiem iespējamajiem zelta sāļiem pievieno spēcīgu bāzes barotni; un ar to iegūst hidratētu oksīdu vai hidroksīdu Au (OH) 3 . Visbeidzot, šis pēdējais savienojums tiek termiski dehidrēts, lai iegūtu Au 2 O 3 .
Zelta (III) oksīda struktūra
Au2O3 kristāla struktūra. Avots: materiālu zinātnieks
Augšējā attēlā parādīta zelta (III) oksīda kristāla struktūra. Parādīts zelta un skābekļa atomu izvietojums cietajā vielā, ņemot vērā tos vai nu neitrālos atomus (kovalentu cietu), vai jonus (jonu ciets). Vienaldzīgi, jebkurā gadījumā pietiek ar Au-O saišu noņemšanu vai ievietošanu.
Pēc attēla tiek pieņemts, ka dominē kovalentais raksturs (kas būtu loģiski). Šī iemesla dēļ atomi un saites tiek attēlotas attiecīgi ar lodēm un joslām. Zelta sfēras atbilst zelta atomiem (Au III -O), bet sarkanīgās - skābekļa atomiem.
Ja ieskatīsities uzmanīgi, būs redzams, ka ir AuO 4 vienības , kuras savieno skābekļa atomi. Vēl viens veids, kā vizualizēt to, kas būtu jāapsver, ka katrs Au 3+ ieskauj četras O 2- ; protams, no jonu skatupunkta.
Šī struktūra ir kristāliska, jo atomi ir izvietoti vienā un tajā pašā liela diapazona modelī. Tādējādi tā vienības šūna atbilst romboedrijas kristāliskajai sistēmai (tā pati augšējā attēlā). Tāpēc visus Au 2 O 3 varētu izveidot, ja visas šīs vienības šūnas būtu sadalītas telpā.
Elektroniskie aspekti
Zelts ir pārejas metāls, un paredzams, ka tā 5d orbitāles tieši mijiedarbosies ar skābekļa atoma 2p orbītām. Šim to orbitāļu pārklājumam teorētiski vajadzētu radīt vadītspējas joslas, kas Au 2 O 3 pārvērstu par stabilu pusvadītāju.
Tāpēc Au 2 O 3 patiesā struktūra ir vēl sarežģītāka, paturot to prātā.
Hidrāti
Zelta oksīds var saglabāt ūdens molekulas romboedriskos kristālos, radot hidrātus. Veidojoties šādiem hidrātiem, struktūra kļūst amorfa, tas ir, nesakārtota.
Šādu hidrātu ķīmiskā formula var būt jebkura no šīm, kas faktiski nav pilnībā noskaidrota: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3 utt.), Au (OH) 3 vai Au x O y (OH) z .
Formula Au (OH) 3 apzīmē minēto hidrātu patiesā sastāva pārāk vienkāršošanu. Tas ir tāpēc, ka zelta (III) hidroksīdā pētnieki ir atraduši arī Au 2 O 3 ; un tāpēc nav jēgas to izturēties izolēti kā "vienkāršu" pārejas metāla hidroksīdu.
No otras puses, amorfs struktūra varētu gaidīt no cieta ar formulu Au x O y (OH) z ; jo tas ir atkarīgs no koeficientiem x, y un z, kuru variācijas radītu visa veida struktūras, kurām diez vai varētu būt kristālisks raksts.
Īpašības
Ārējais izskats
Tā ir sarkanbrūna cieta viela.
Molekulārā masa
441,93 g / mol.
Blīvums
11,34 g / ml.
Kušanas punkts
Kūst un sadalās pie 160ºC. Tāpēc tam trūkst viršanas punkta, tāpēc šis oksīds nekad nevārās.
Stabilitāte
Au 2 O 3 ir termodinamiski nestabils, jo, kā minēts sākumā, normālos temperatūras apstākļos zeltam nav tendence oksidēties. Tātad to viegli samazina, lai atkal kļūtu par cēlu zeltu.
Jo augstāka temperatūra, jo ātrāka ir reakcija, ko sauc par termisko sadalīšanos. Tādējādi Au 2 O 3 160 ° C temperatūrā sadalās, lai iegūtu metālisku zeltu un atbrīvotu molekulāro skābekli:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
Ļoti līdzīga reakcija var notikt ar citiem savienojumiem, kas veicina minēto reducēšanu. Kāpēc samazināšana? Tā kā zelts atgūst elektronus, kurus no tā paņēma skābeklis; kas ir tas pats, kas teikt, ka tā zaudē saites ar skābekli.
Šķīdība
Tas ir ciets, nešķīst ūdenī. Tomēr tas šķīst sālsskābē un slāpekļskābē, veidojoties zelta hlorīdiem un nitrātiem.
Nomenklatūra
Zelta (III) oksīds ir nosaukums, ko regulē krājumu nomenklatūra. Citi veidi, kā to pieminēt, ir:
-Tradicionālā nomenklatūra: auric oksīds, jo zeltam ir visaugstākais 3+ valence.
-Sistemātiskā nomenklatūra: dioro-trioksīds.
Lietojumprogrammas
Stikla krāsošana
Viens no ievērojamākajiem lietojumiem ir piešķirt noteiktiem materiāliem sarkanīgu krāsu, piemēram, stiklu, kā arī dot tiem noteiktas īpašības, kas raksturīgas zelta atomiem.
Aurātu un pilnvērtīga zelta sintēze
Ja Au 2 O 3 pievieno barotnei, kur tā šķīst, un metālu klātbūtnē pēc spēcīgas bāzes pievienošanas var izgulsnēties aurāti; kas sastāv no AuO 4 anjoniem - metāla katjonu kompānijā.
Tāpat Au 2 O 3 reaģē ar amonjaku, veidojot pilnīgu zelta savienojumu Au 2 O 3 (NH 3 ) 4 . Tā nosaukums cēlies no tā, ka tas ir ļoti eksplozīvs.
Pārkraušana ar pašsamontētiem vienslāņiem
Daži savienojumi, piemēram, dialkildisulfīdi, RSSR, nav vienādi adsorbēti uz zeltu un tā oksīdu. Kad notiek šī adsorbcija, spontāni veidojas Au-S saite, kurā sēra atoms parāda un nosaka minētās virsmas ķīmiskās īpašības atkarībā no funkcionālās grupas, kurai tā ir pievienota.
RSSR nevar adsorbēt uz Au 2 O 3 , bet gan uz metālisko zeltu. Tāpēc, ja tiek mainīta zelta virsma un tā oksidācijas pakāpe, kā arī Au 2 O 3 daļiņu vai slāņu izmērs, var izveidot neviendabīgāku virsmu.
Šī Au 2 O 3 -AuSR virsma mijiedarbojas ar noteiktu elektronisko ierīču metāla oksīdiem, tādējādi attīstot turpmākas gudrākas virsmas.
Atsauces
- Wikipedia. (2018). Zelta (III) oksīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Ķīmiskais sastāvs. (2018). Zelta (III) oksīds. Atgūts no: formulacionquimica.com
- D. Mihauds. (2016, 24. oktobris). Zelta rūsa. 911 metalurgs. Atgūts no: 911metallurgist.com
- Ši, R. Asahi un C. Stampfl. (2007). Zelta oksīdu Au 2 O 3 un Au 2 O īpašības: Pirmo principu izpēte. Amerikas fizisko biedrība.
- Pavārs, Kevins M. (2013). Zelta oksīds kā maskējošais slānis regioselektīvai virsmas ķīmijai. Tēzes un disertācijas. 1460. papīrs.