Arany-oxid (III) (Au2O3) szerkezet, tulajdonságok, nómenklatúra és felhasználások



az arany-oxid (III) egy szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete Au2O3. Elméletileg elvárható, hogy a természet kovalens típusú legyen. Azonban egy bizonyos ionos karakter jelenléte a szilárd anyagában egyáltalán nem dobható ki; vagy ami ugyanaz, feltételezzük, hogy nincsen a jogosultság3+ az O anion mellett2-.

Ellentmondásosnak tűnhet, hogy az arany, nemesfém, rozsdásodhat. Normál körülmények között az aranydarabok (mint az alábbi képen látható csillagok) nem oxidálhatók az atmoszférában lévő oxigénnel való érintkezéssel; az ultraibolya sugárzás ózon jelenlétében történő besugárzásakor azonban OR3, a kép más.

Ha az aranycsillagokat ezeknek a feltételeknek vetették alá, akkor vöröses-barna színűek lennének, amelyek az Au-ra jellemzőek2O3.

Az oxid előállításának egyéb módszerei az említett csillagok kémiai kezelését foglalják magukban; például az aranytömeg átalakítása a megfelelő kloridra, AuCl-ra3.

Utána az AuCl-hoz3, és a többi lehetséges arany só képződik, erős bázist adunk hozzá; és ezzel a hidratált oxid vagy hidroxid, Au (OH)3. Végül ez az utolsó vegyület termikusan dehidratált az Au előállításához2O3.

index

  • 1 Az arany-oxid szerkezete (III)
    • 1.1 Elektronikus szempontok
    • 1.2 Hidratál
  • 2 Tulajdonságok
    • 2.1 Fizikai megjelenés
    • 2.2 Molekulatömeg
    • 2.3 Sűrűség
    • 2.4 Olvadáspont
    • 2.5 Stabilitás
    • 2.6 Oldhatóság
  • 3 Nómenklatúra
  • 4 Felhasználások
    • 4.1 A szemüveg színezése
    • 4.2 Az aurátok és az arany kitöltése
    • 4.3 Önállóan összeállított egyrétegű anyagok kezelése
  • 5 Referenciák

Arany-oxid szerkezete (III)

Az arany (III) oxid kristályszerkezete a felső képen látható. Az arany- és oxigénatomok elhelyezkedését a szilárd anyagban semleges atomként (kovalens szilárd anyag) vagy ionként (ionos szilárd anyagként) mutatjuk be. Mindenesetre elegendő az Au-O kapcsolatok megszüntetése vagy elhelyezése.

A kép szerint feltételezhető, hogy a kovalens karakter dominál (ami logikus lenne). Ezért az ábrázolt atomok és kötések gömbökkel és sávokkal vannak ábrázolva. Az arany gömbök megfelelnek az arany atomoknak (AuIII-O) és vöröses-oxigénatomok.

Ha gondosan megnézed, látni fogod, hogy vannak AuO-egységek4, amelyek oxigénatomokkal kapcsolódnak. A vizualizálás másik módja az lenne, hogy minden Au-t figyelembe vegyünk3+ négy O körül van2-; Természetesen ionos szempontból.

Ez a szerkezet kristályos, mert az atomokat ugyanabba a hosszú hatótávolságú mintába engedik. Így az egységes cellája megfelel a romboéderes kristályos rendszernek (ugyanaz, mint a felső képen). Ezért az összes Au2O3 lehetne építeni, ha az egységcellák mindegyik szférája eloszlik az űrben.

Elektronikus szempontok

Az arany átmeneti fém, és várható, hogy az 5d-es orbitái közvetlenül érintkeznek az oxigénatom 2p orbitáival. Az orbitáik átfedése elméletileg vezetőképes sávokat generál, amelyek az Au-t konvertálnák2O3 szilárd félvezetőben.

Ezért az Au igazi szerkezete2O3 még ennél is összetettebb.

hidrátok

Az arany-oxid megtarthatja a vízmolekulákat a romboéderes kristályaiban, ami hidrátokat eredményez. Ha ilyen hidrátok képződnek, a szerkezet amorf, azaz rendezetlen lesz.

Az ilyen hidrátok kémiai képlete az alábbiak bármelyike ​​lehet, amely valójában nem mélyen tisztázott: Au2O3∙ zH2O (z = 1, 2, 3, stb.), Au (OH)3, vagy AuxOés(OH)Z.

Az Au (OH) képlet3 az említett hidrátok valódi összetételének túlzott egyszerűsítését jelenti. Ez azért van, mert az aranyhidroxidban (III) a kutatók az Au jelenlétét is megállapították2O3; és ezért értelme, hogy elkülönítve kezeljük "egyszerű" átmenetifém-hidroxidként.

Másrészt az Au képlettel rendelkező szilárd anyagxOés(OH)Z amorf szerkezet várható; mivel ez az együtthatóktól függ x, és és Z, amelyek változatai mindenféle struktúrát hoznának létre, amely alig mutatott kristályos mintát.

tulajdonságok

Fizikai megjelenés

Vörösesbarna szilárd anyag.

Molekulatömeg

441,93 g / mol.

sűrűség

11,34 g / ml.

Olvadáspont

Elolvad és 160 ° C-on bomlik. Ezért nincs forráspontja, így ez az oxid soha nem éri el a forráspontot.

stabilitás

Az Au2O3 termodinamikailag instabil, mert az elején említettek szerint az arany normál hőmérsékleti körülmények között nem hajlamos oxidálni. Így könnyedén csökkenthető, hogy újra a nemes arany legyen.

Minél magasabb a hőmérséklet, annál gyorsabb a reakció, amit termikus bomlásnak nevezünk. Szóval, az Au2O3 160 ° C-on bomlik, hogy fémes aranyat termeljen, és molekuláris oxigént szabadítson fel:

2 Au2O3 => 4 Au + 3 O2

Nagyon hasonló reakció fordulhat elő más olyan vegyületekkel, amelyek az említett redukciót előnyben részesítik. Miért csökken? Mert az arany visszatér, hogy megszerezze azokat az elektronokat, amelyeket az oxigén elvitt belőle; ami ugyanaz, mintha azt mondanánk, hogy elveszíti az oxigénnel való kapcsolatot.

oldhatóság

Vízben oldhatatlan szilárd anyag. Azonban az arany kloridok és nitrátok képződése miatt sósavban és salétromsavban oldódik.

nómenklatúra

A (III) arany-oxid az állománynómenklatúra szerinti név. Egyéb említésre méltó módszerek:

-Hagyományos nómenklatúra: aurerikus oxid, mivel a 3+ valencia a legmagasabb az arany esetében.

-Szisztematikus nómenklatúra: dioro-trioxid.

alkalmazások

A szemüveg színezése

Az egyik legismertebb felhasználási módja az, hogy bizonyos anyagokra, például szemüvegre vöröses színt adjon, és az arany atomokhoz tartozó bizonyos tulajdonságokat is biztosítson..

Az aurátok és az arany kitöltése

Ha hozzáadta az Au-t2O3 olyan közegre, ahol oldható, és fémek jelenlétében az aurátok erős bázis hozzáadása után kicsapódhatnak; melyeket az AuO anionok alkotnak4- a fém kationok társaságában.

Az Au2O3 reagál ammóniával, hogy képezze az aranyfúvó vegyületet, Au2O3(NH3)4. A neve abból ered, hogy nagyon robbanékony.

Önállóan összeállított egyrétegű anyagok kezelése

Aranyra és oxidjára bizonyos vegyületek, mint például a dialkil-diszulfidok, az RSSR nem azonos módon adszorbeálódnak. Amikor ez az adszorpció bekövetkezik, spontán egy Au-S kötés keletkezik, ahol a kénatom az említett felület kémiai jellemzőit határozza meg, és attól függően, hogy melyik funkcionális csoporthoz kapcsolódik..

Az RSSR nem képes az Au-ra adszorbeálódni2O3, de fémes aranyon. Ezért, ha az arany felülete és oxidációs foka módosul, valamint az Au részecskék vagy rétegek mérete,2O3, heterogénebb felületet lehet kialakítani.

Ez a felület Au2O3-Az AuSR interakcióba lép bizonyos elektronikai eszközök fémoxidjaival, így a jövőben intelligensebb felületeket alakít ki.

referenciák

  1. Wikipedia. (2018). Arany (III) -oxid. Lap forrása: en.wikipedia.org
  2. Kémiai készítmény (2018). Arany-oxid (III). Visszatérve: formulaformquimica.com
  3. D. Michaud. (2016. október 24.). Arany-oxidok. 911 Metallurg. A lap eredeti címe: 911metallurgist.com
  4. Shi, R. Asahi és C. Stampfl. (2007). Az arany-oxidok Au tulajdonságai2O3 és Au2O: Első elvek vizsgálata. Az Amerikai Fizikai Társaság.
  5. Cook, Kevin M. (2013). Arany-oxid, mint a regioszelektív felszíni kémia maszkoló rétege. Tézisek és disszertációk. 1460. könyv.