Guldoxid (III) (Au2O3) struktur, egenskaber, nomenklatur og anvendelser

den guldoxid (III) er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Au₂O₃. Teoretisk kan man forvente, at dens natur er af den kovalente type. Tilstedeværelsen af ​​en bestemt ionisk karakter i dets faste stof kan imidlertid ikke kasseres fuldstændigt; eller hvad er det samme, antager fraværet af Auktionen³⁺ ved siden af ​​anionen O^2-.

Det kan forekomme modstridende, at guld, der er ædelmetal, kan ruste. Under normale forhold kan guldstykker (som stjernerne i billedet nedenfor) ikke oxideres ved kontakt med ilt i atmosfæren; Men når det bestråles med ultraviolet stråling i nærværelse af ozon, OR₃, billedet er anderledes.

Hvis de guldstjerner blev udsat for disse betingelser, ville de blive en rødbrun, karakteristisk for Au₂O₃.

Andre metoder til opnåelse af dette oxid ville indebære kemisk behandling af stjernerne; for eksempel omdannelse af guldmassen til dets respektive chlorid, AuCl₃.

Efter, til AuCl₃, og resten af ​​de mulige guldsalte dannet, tilsættes et stærkt basisk medium; og med dette får du det hydratiserede oxid eller hydroxid, Au (OH)₃. Endelig dehydreres denne sidste forbindelse termisk for at opnå Au₂O₃.

indeks

• 1 Struktur af guldoxid (III)
  • 1.1 Elektroniske aspekter
  • 1.2 hydraterer
• 2 Egenskaber
  • 2.1 Fysisk udseende
  • 2,2 Molekylmasse
  • 2.3 Tæthed
  • 2.4 Smeltepunkt
  • 2,5 stabilitet
  • 2.6 Opløselighed
• 3 nomenklaturen
• 4 anvendelser
  • 4.1 Farvning af briller
  • 4.2 Syntese af aurater og fulminerende guld
  • 4.3 Håndtering af selvmonterede monolag
• 5 referencer

Struktur af guldoxid (III)

Krystallstrukturen af ​​guld (III) oxid er vist i det øverste billede. Arrangementet af guld- og oxygenatomer i det faste stof er vist enten som neutrale atomer (kovalent faststof) eller som ioner (ionisk faststof). Det er indirekte nok at fjerne eller placere Au-O-linksne under alle omstændigheder.

Ifølge billedet antages det, at den kovalente karakter dominerer (hvilket ville være logisk). Af den grund er de repræsenterede atomer og bindinger vist med henholdsvis sfærer og stænger. De gyldne kugler svarer til guldatomerne (Au^III-O) og rødlig til oxygenatomer.

Hvis du ser forsigtigt ud, vil du se, at der er AuO-enheder₄, som er forbundet med oxygenatomer. En anden måde at visualisere det ville være at overveje, at hver Au³⁺ er omgivet af fire o^2-; Selvfølgelig, fra et ionisk perspektiv.

Denne struktur er krystallinsk, fordi atomerne er bestilt til at adlyde et samme langtrækkende mønster. Således svarer dens enhedscelle til det rhombohedrale krystallinske system (det samme som i det øvre billede). Derfor er alle Au₂O₃ kunne bygges, hvis alle disse områder af enhedscellen blev fordelt i rummet.

Elektroniske aspekter

Guld er et overgangsmetal, og det kan forventes, at dets 5d-orbitaler interagerer direkte med oxygen-atomets 2p-orbitaler. Denne overlapning af deres orbitaler skulle teoretisk generere ledningsbånd, som ville konvertere Au₂O₃ i en solid halvleder.

Derfor er den sande struktur af Au₂O₃ er endnu mere kompleks med dette i tankerne.

hydrater

Guldoxid kan bevare vandmolekyler inden for dets rombohedrale krystaller, hvilket giver anledning til hydrater. Når sådanne hydrater dannes, bliver strukturen amorf, det vil sige uorden.

Den kemiske formel for sådanne hydrater kan være et af følgende, som i virkeligheden ikke er dybt klarlagt: Au₂O₃∙ zH₂O (z = 1, 2, 3, etc.), Au (OH)₃, eller Au_xO_og(OH)_z.

Formlen Au (OH)₃ repræsenterer en forenkling af den sande sammensætning af hydraterne. Dette skyldes, at inden for guldhydroxidet (III) har forskerne også fundet tilstedeværelsen af ​​Au₂O₃; og derfor er det fornuftigt at behandle det isoleret som et "simpelt" overgangsmetalhydroxid.

På den anden side af et fast stof med formel Au_xO_og(OH)_z en amorf struktur kunne forventes; da dette afhænger af koefficienterne x, og og z, hvis variationer ville give anledning til alle former for struktur, der næppe kunne udvise et krystallinsk mønster.

egenskaber

Fysisk udseende

Det er et rødbrunt fast stof.

Molekylær masse

441,93 g / mol.

tæthed

11,34 g / ml.

Smeltepunkt

Det smelter og nedbrydes ved 160ºC. Det mangler derfor kogepunkt, så dette oxid når aldrig kogepunkt.

stabilitet

Au₂O₃ det er termodynamisk ustabilt, fordi guld som nævnt i begyndelsen ikke har tendens til at oxidere under normale temperaturforhold. Så det er let reduceret til at blive igen den ædle guld.

Jo højere temperaturen er, desto hurtigere er reaktionen, som er kendt som termisk nedbrydning. Så Au₂O₃ ved 160 ° C nedbrydes det at producere metallisk guld og frigive molekylær oxygen:

2 Au₂O₃ => 4 Au + 3 O₂

En meget lignende reaktion kan forekomme med andre forbindelser, der favoriserer reduktionen. Hvorfor reduktion? Fordi guldet vender tilbage for at få elektronerne til at tage ilt væk fra det; hvilket er det samme som at sige, at det taber forbindelser med ilt.

opløselighed

Det er en fast uopløselig i vand. Det er dog opløseligt i saltsyre og salpetersyre på grund af dannelsen af ​​guldchlorider og nitrater.

nomenklatur

Guldoxid (III) er navnet reguleret af lagernomenklaturen. Andre måder at nævne er:

-Traditionel nomenklatur: aureroxid, fordi valensen 3+ er den højeste for guld.

-Systematisk nomenklatur: diorotrioxid.

applikationer

Farvning af briller

En af sine mest fremtrædende anvendelser er at give rødlige farver til visse materialer, såsom briller, foruden at overdrage visse egenskaber, der er forbundet med guldatomer..

Syntese af aurater og fulminerende guld

Hvis Au er tilføjet₂O₃ til et medium, hvor det er opløseligt, og i nærvær af metaller, kan auraterne udfælde efter tilsætning af en stærk base; som er dannet af AuO anioner₄^- i selskab med metalliske kationer.

Også Au₂O₃ reagerer med ammoniak til dannelse af den gold fulminerende forbindelse, Au₂O₃(NH₃)₄. Dets navn stammer fra, at det er meget eksplosivt.

Håndtering af selvmonterede monolag

På guld og dets oxid adsorberes visse forbindelser, såsom dialkyldisulfider, RSSR på samme måde. Når denne adsorption opstår, 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 kan ikke adsorbere på Au₂O₃, men på metallisk guld. Derfor, hvis overfladen af ​​guldet og dets oxidationsgrad ændres, såvel som størrelsen af ​​partiklerne eller lagene af Au₂O₃, en mere heterogen overflade kan designes.

Denne overflade Au₂O₃-AuSR interagerer med metalliske oxider af visse elektroniske enheder og udvikler dermed fremtidige smartere overflader.

referencer

1. Wikipedia. (2018). Guld (III) oxid. Hentet fra: en.wikipedia.org
2. Kemisk formulering (2018). Guldoxid (III). Gendannet fra: formulacionquimica.com
3. D. Michaud. (24. oktober 2016). Guldoxider. 911 Metallurgist. Hentet fra: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi og C. Stampfl. (2007). Egenskaber af guldoxider Au₂O₃ og Au₂O: Førsteprincippet undersøgelse. Det amerikanske fysiske samfund.
5. Cook, Kevin M. (2013). Guldoxid som et maskeringslag for regioselektiv overfladekemi. Afhandlinger og afhandlinger. Papir 1460.