Kultaoksidin (III) (Au2O3) rakenne, ominaisuudet, nimikkeistö ja käyttö

kultaoksidi (III) on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Au₂O₃. Teoreettisesti voidaan olettaa, että sen luonne on kovalenttinen. Tietyn ionisen merkin läsnäoloa sen kiinteässä aineessa ei kuitenkaan voida hylätä kokonaan; tai mikä on sama, olettaa, että ei ole olemassa toimilupaa³⁺ anionin O vieressä^2-.

Voi tuntua ristiriitaiselta, että kulta, joka on jalometalli, voi ruostua. Normaaleissa olosuhteissa kultaa (kuten alla olevassa kuvassa olevat tähdet) ei voida hapettaa kosketuksella ilmakehän hapen kanssa; jos säteilytetään ultraviolettisäteilyllä otsonin läsnä ollessa, OR₃, kuva on erilainen.

Jos kultaiset tähdet joutuisivat näihin olosuhteisiin, he kääntyisivät punaiselle ruskealle, Au: lle ominaiselle₂O₃.

Muita menetelmiä tämän oksidin saamiseksi edellyttäisi mainittujen tähtien kemiallista käsittelyä; esimerkiksi muuntamalla kullan massa vastaavaksi kloridiksi, AuCl: ksi₃.

Jälkeen AuCl₃, ja muut muodostuneet mahdolliset kultaiset suolat lisätään, voimakas emäksinen väliaine lisätään; ja näin saat hydratoidun oksidin tai hydroksidin, Au (OH)₃. Lopuksi tämä viimeinen yhdiste dehydratoidaan termisesti Au: n saamiseksi₂O₃.

indeksi

• 1 Kultaoksidin rakenne (III)
  • 1.1 Sähköiset näkökohdat
  • 1.2 Hydraatit
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Fyysinen ulkonäkö
  • 2.2 Molekyylipaino
  • 2.3 Tiheys
  • 2.4 Sulamispiste
  • 2.5 Stabiilisuus
  • 2.6 Liukoisuus
• 3 Nimikkeistö
• 4 Käyttö
  • 4.1 Lasien väritys
  • 4.2 Auraattien synteesi ja kultahitsaus
  • 4.3 Itserakenteisten yksikerrosten käsittely
• 5 Viitteet

Kultaoksidin rakenne (III)

Kullan (III) oksidin kiderakenne on esitetty ylemmässä kuvassa. Kulta- ja happiatomien järjestely kiinteässä aineessa on esitetty joko neutraaleina atomina (kovalenttisena kiinteänä aineena) tai ioneina (ioninen kiinteä aine). Epäilemättä riittää, että poistetaan tai asetetaan Au-O-linkit joka tapauksessa.

Kuvan mukaan oletetaan, että kovalenttinen merkki on vallitseva (mikä olisi looginen). Tästä syystä esitetyt atomit ja sidokset esitetään vastaavasti palloilla ja palkeilla. Kultaiset pallot vastaavat kulta-atomeja (Au^III-O) ja punertavan tai hapen atomeja.

Jos tarkastelet huolellisesti, näet, että on olemassa AuO-yksiköitä₄, jotka on liitetty happiatomeihin. Toinen tapa visualisoida olisi ajatella, että kukin Au³⁺ ympäröi neljä O^2-; Tietenkin, ionisesta näkökulmasta.

Tämä rakenne on kiteinen, koska atomeja pyydetään noudattamaan samaa pitkän kantaman kuviota. Siten sen yhtenäinen solu vastaa rombohedraalista kiteistä järjestelmää (sama kuin ylemmässä kuvassa). Siksi kaikki Au₂O₃ voitaisiin rakentaa, jos kaikki yksikön solun alat jaetaan avaruuteen.

Elektroniset näkökohdat

Kulta on siirtymämetalli, ja on odotettavissa, että sen 5d-orbitaalit ovat vuorovaikutuksessa suoraan happiatomin 2p-orbitaalien kanssa. Näiden kiertoradojen päällekkäisyyksien pitäisi teoriassa tuottaa johtokuntia, jotka muuttavat Au: n₂O₃ kiinteässä puolijohteessa.

Siksi Au: n todellinen rakenne₂O₃ on entistä monimutkaisempi.

kosteuttaa

Kultaoksidi voi säilyttää vesimolekyylejä romboediakiteissään, mikä saa aikaan hydraatteja. Kun tällaisia ​​hydraatteja muodostetaan, rakenne muuttuu amorfiseksi, ts.

Tällaisten hydraattien kemiallinen kaava voi olla mikä tahansa seuraavista, joita ei itse asiassa ole selvitetty syvästi: Au₂O₃∙ zH₂O (z = 1, 2, 3 jne.), Au (OH)₃, tai Au_xO_ja(OH)_z.

Kaava Au (OH)₃ on mainittujen hydraattien todellisen koostumuksen ylikäsittely. Tämä johtuu siitä, että kullan hydroksidin (III) sisällä tutkijat ovat löytäneet myös Au: n₂O₃; ja siksi on järkevää käsitellä sitä erillisenä "yksinkertaisena" siirtymämetallihydroksidina.

Toisaalta kiinteää ainetta, jolla on kaava Au_xO_ja(OH)_z amorfista rakennetta voitaisiin odottaa; koska tämä riippuu kertoimista x, ja ja z, joiden vaihtelut johtaisivat kaikenlaiseen rakenteeseen, joka voisi tuskin osoittaa kiteistä kuviota.

ominaisuudet

Fyysinen ulkonäkö

Se on punertavanruskea kiinteä aine.

Molekyylipaino

441,93 g / mol.

tiheys

11,34 g / ml.

Sulamispiste

Se sulaa ja hajoaa 160 ºC: ssa. Siksi siinä ei ole kiehumispistettä, joten tämä oksidi ei koskaan saavuta kiehumispistettä.

pysyvyys

Au₂O₃ se on termodynaamisesti epävakaa, koska, kuten alussa mainittiin, kulta ei yleensä hapeta normaaleissa lämpötilaolosuhteissa. Joten se on helppo vähentää, jotta siitä tulee jälleen jalo kulta.

Mitä korkeampi lämpötila, sitä nopeammin reaktio, joka tunnetaan lämpö- hajoamisena. Joten, Au₂O₃ 160 ° C: ssa se hajoaa tuottamaan metallista kultaa ja vapauttamaan molekyylin happea:

2 Au₂O₃ => 4 Au + 3 O₂

Erittäin samanlainen reaktio voi tapahtua muiden yhdisteiden kanssa, jotka suosivat mainittua pelkistystä. Miksi vähentäminen? Koska kulta palaa saada elektronit, jotka happi otti pois siitä; joka on sama kuin sanomalla, että se menettää yhteyksiä happeen.

liukoisuus

Se on veteen liukenematon kiinteä aine. Se on kuitenkin liukoinen kloorivetyhappoon ja typpihappoon kulta- kloridien ja nitraattien muodostumisen vuoksi.

nimistö

Kultaoksidi (III) on nimikkeistön mukainen nimike. Muita tapoja mainita se on:

-Perinteinen nimikkeistö: aurerinen oksidi, koska valenssi 3+ on kultaa korkein.

-Järjestelmällinen nimikkeistö: dioro-trioksidi.

sovellukset

Lasien väritys

Yksi sen merkittävimmistä käyttötarkoituksista on tarjota tietyille materiaaleille, kuten lasille, punertavia värejä ja antaa tietyille kulta-atomeille ominaisia ​​ominaisuuksia..

Auraattien synteesi ja kultahitsaus

Jos Au lisätään₂O₃ väliaineeseen, jossa se on liukoinen, ja metallien läsnä ollessa auraat voivat saostua vahvan emäksen lisäämisen jälkeen; jotka muodostavat AuO-anionit₄^- metallisten kationien yritys.

Myös Au₂O₃ reagoi ammoniakin kanssa muodostaen kullan fulminoivan yhdisteen, Au₂O₃(NH₃)₄. Sen nimi johtuu siitä, että se on erittäin räjähtävää.

Itse koottujen yksikerrosten käsittely

Kulta ja sen oksidi tietyt yhdisteet, kuten dialkyylidisulfidit, RSSR, eivät ole adsorboituneet samalla tavalla. Kun tämä adsorptio tapahtuu, muodostuu spontaanisti Au-S-sidos, jossa rikkiatomi osoittaa ja määrittelee mainitun pinnan kemialliset ominaisuudet sen funktionaalisen ryhmän mukaan, johon se on sitoutunut..

RSSR ei voi adsorboitua Au: lle₂O₃, mutta metallisella kullalla. Siksi, jos kultaa ja sen hapettumisastetta muutetaan, sekä Au: n hiukkasten tai kerrosten koko₂O₃, heterogeenisempi pinta voidaan suunnitella.

Tämä pinta Au₂O₃-AuSR on vuorovaikutuksessa tiettyjen elektronisten laitteiden metallioksidien kanssa.

viittaukset

1. Wikipedia. (2018). Kulta (III) oksidi. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org
2. Kemiallinen formulaatio (2018). Kultaoksidi (III). Palautettu osoitteesta: formacionquimica.com
3. D. Michaud. (24. lokakuuta 2016). Kultaoksidit. 911 Metallurgi. Haettu osoitteesta: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi ja C. Stampfl. (2007). Kultaoksidien Au ominaisuudet₂O₃ ja Au₂O: Ensimmäisten periaatteiden tutkimus. American Physical Society.
5. Cook, Kevin M. (2013). Kultaoksidi peitekerroksena regioselektiiviselle pintakemialle. Opinnäytteet ja väitöskirjat. Paperi 1460.