Структура, свойства, номенклатура и применения оксида золота (III) (Au2O3)

оксид золота (III) неорганическое соединение, химическая формула которого Au₂О₃. Теоретически можно ожидать, что его природа будет ковалентного типа. Однако наличие определенного ионного характера в его твердом теле не может быть полностью исключено; или что то же самое, предположим, что отсутствие катиона³⁺ рядом с анионом O^2-.

Может показаться противоречивым, что золото, будучи благородным металлом, может ржаветь. При нормальных условиях кусочки золота (как звезды на изображении ниже) не могут окисляться при контакте с кислородом в атмосфере; однако при облучении ультрафиолетовым излучением в присутствии озона ИЛИ₃, картина отличается.

Если бы золотые звезды подвергались этим условиям, они бы стали красновато-коричневыми, характерными для Au.₂О₃.

Другие способы получения этого оксида будут включать химическую обработку указанных звезд; например, преобразование массы золота в соответствующий хлорид, AuCl₃.

После, к AuCl₃, и остальная часть возможных образованных солей золота добавляют сильную основную среду; и с этим, вы получите гидратированный оксид или гидроксид, Au (OH)₃. Наконец, это последнее соединение термически дегидратируется для получения Au.₂О₃.

индекс

• 1 Структура оксида золота (III)
  • 1.1 Электронные аспекты
  • 1.2 Гидраты
• 2 свойства
  • 2.1 Внешний вид
  • 2.2 Молекулярная масса
  • 2.3 Плотность
  • 2.4 Точка плавления
  • 2.5 Стабильность
  • 2.6 Растворимость
• 3 Номенклатура
• 4 использования
  • 4.1 Окраска очков
  • 4.2 Синтез ауратов и молниеносного золота
  • 4.3 Обработка самосборных монослоев
• 5 ссылок

Структура оксида золота (III)

Кристаллическая структура оксида золота (III) показана на верхнем изображении. Расположение атомов золота и кислорода в твердом теле показано либо в виде нейтральных атомов (ковалентное твердое вещество), либо в виде ионов (ионное твердое тело). Нечетко, достаточно в любом случае устранить или разместить ссылки Au-O.

Согласно изображению предполагается, что преобладает ковалентный характер (что было бы логично). По этой причине представленные атомы и связи показаны со сферами и столбцами, соответственно. Золотые сферы соответствуют атомам золота (Au^III-О) и красноватые до атомов кислорода.

Если вы посмотрите внимательно, вы увидите, что есть единицы AuO₄, которые соединены атомами кислорода. Другим способом визуализации было бы учесть, что каждый Au³⁺ окружен четырьмя O^2-; Конечно, с ионной точки зрения.

Эта структура является кристаллической, потому что атомы упорядочены, следуя той же схеме дальнего действия. Таким образом, его унитарная ячейка соответствует ромбоэдрической кристаллической системе (так же, как на верхнем изображении). Поэтому все Au₂О₃ может быть построен, если бы все эти сферы элементарной ячейки были распределены в пространстве.

Электронные аспекты

Золото является переходным металлом, и следует ожидать, что его 5d-орбитали взаимодействуют непосредственно с 2p-орбиталями атома кислорода. Это перекрытие их орбиталей теоретически должно генерировать зоны проводимости, которые бы преобразовывали Au₂О₃ в твердом полупроводнике.

Таким образом, истинная структура Au₂О₃ еще сложнее с этим в виду.

гидраты

Оксид золота может удерживать молекулы воды в своих ромбоэдрических кристаллах, что приводит к образованию гидратов. Когда образуются такие гидраты, структура становится аморфной, то есть неупорядоченной.

Химическая формула для таких гидратов может быть любой из следующих, которые на самом деле не уточнены: Au₂О₃∙ ж₂O (z = 1, 2, 3 и т. Д.), Au (OH)₃, или Au_хО_и(ОН)_Z.

Формула Au (OH)₃ представляет чрезмерное упрощение истинного состава указанных гидратов. Это связано с тем, что в гидроксиде золота (III) исследователи также обнаружили присутствие Au₂О₃; и поэтому имеет смысл рассматривать его изолированно как «простой» гидроксид переходного металла.

С другой стороны, твердого тела с формулой Au_хО_и(ОН)_Z можно ожидать аморфную структуру; так как это зависит от коэффициентов х, и и Z, чьи вариации породили бы все виды структур, которые едва ли могли бы иметь кристаллическую структуру.

свойства

Внешний вид

Это красновато-коричневое твердое вещество.

Молекулярная масса

441,93 г / моль.

плотность

11,34 г / мл.

Точка плавления

Тает и разлагается при 160ºC. Поэтому ему не хватает температуры кипения, поэтому этот оксид никогда не достигает температуры кипения.

стабильность

Au₂О₃ оно термодинамически нестабильно, потому что, как упоминалось в начале, золото не склонно окисляться при нормальных температурных условиях. Так что его легко уменьшить, чтобы снова стать благородным золотом.

Чем выше температура, тем быстрее протекает реакция, известная как термическое разложение. Итак, Au₂О₃ при 160 ° C он разлагается, образуя металлическое золото и выделяя молекулярный кислород:

2 Au₂О₃ => 4 Au + 3 O₂

Очень похожая реакция может происходить с другими соединениями, которые способствуют указанному восстановлению. Почему сокращение? Потому что золото возвращается, чтобы получить электроны, которые кислород забрал у него; это то же самое, что сказать, что он теряет связь с кислородом.

растворимость

Это твердое вещество, нерастворимое в воде. Однако он растворим в соляной кислоте и азотной кислоте из-за образования хлоридов и нитратов золота.

номенклатура

Оксид золота (III) - это название, определяемое номенклатурой запасов. Другие способы упомянуть это:

-Традиционная номенклатура: оксид аурика, потому что валентность 3+ является самой высокой для золота.

-Систематическая номенклатура: диоксид триоксида.

приложений

Окраска очков

Одним из наиболее выдающихся применений является придание красноватых цветов некоторым материалам, таким как стекла, в дополнение к приданию определенных свойств, присущих атомам золота..

Синтез ауратов и молниеносного золота

Если Au добавлен₂О₃ в среду, где он растворим, и в присутствии металлов аураты могут выпадать в осадок после добавления сильного основания; которые образованы анионами AuO₄^- в компании металлических катионов.

Кроме того, Au₂О₃ реагирует с аммиаком с образованием молниеносного соединения золота, Au₂О₃(NH₃)₄. Его название происходит от того факта, что он очень взрывоопасен.

Обработка самосборных монослоев

Что касается золота и его оксида, некоторые соединения, такие как диалкилдисульфиды, RSSR, не адсорбируются одинаково. Когда происходит эта адсорбция, спонтанно образуется связь Au-S, где атом серы проявляет и определяет химические характеристики указанной поверхности в зависимости от функциональной группы, с которой она связана..

RSSR не может адсорбироваться на Au₂О₃, но на металлическом золоте. Поэтому, если поверхность золота и его степень окисления модифицируются, а также размер частиц или слоев Au₂О₃, может быть разработана более неоднородная поверхность.

Это поверхность ау₂О₃-AuSR взаимодействует с оксидами металлов некоторых электронных устройств, тем самым создавая в будущем более умные поверхности.

ссылки

1. Wikipedia. (2018). Золото (III) оксид. Получено с: en.wikipedia.org
2. Химическая формула (2018). Оксид золота (III). Извлечено из: формулаcionquimica.com
3. Д. Мишо. (24 октября 2016 г.) Оксиды золота. 911 Металлург. Получено с: 911metallurgist.com
4. Ши, Р. Асахи и С. Штампфл. (2007). Свойства оксидов золота Au₂О₃ и Au₂O: Расследование по первым принципам. Американское физическое общество.
5. Кук, Кевин М. (2013). Оксид золота как маскирующий слой для региоселективной химии поверхности. Диссертации и диссертации. Бумага 1460.