- Structura oxidului de aur (III)
- Aspecte electronice
- Hidrații
- Proprietăți
- Aspectul fizic
- Masa moleculara
- Densitate
- Punct de topire
- Stabilitate
- Solubilitate
- Nomenclatură
- Aplicații
- Colorarea sticlei
- Sinteză de lauri și aur fulminant
- Manevrarea monostratelor autoasamblate
- Referințe
Oxid de aur (III) este un compus anorganic a cărui formulă chimică este Au 2 O 3 . Teoretic, natura sa ar putea fi de tip covalent. Cu toate acestea, prezența unui anumit caracter ionic în solidul său nu poate fi exclusă complet; sau ceea ce este același lucru, își asumă absența de Au 3+ cation împreună cu O 2- anion .
Poate părea contradictoriu faptul că aurul, fiind un metal nobil, poate rugini. În condiții normale, bucățile de aur (precum stelele din imaginea de mai jos) nu pot fi oxidate prin contactul cu oxigenul din atmosferă; cu toate acestea, atunci când sunt iradiate cu radiații ultraviolete în prezența ozonului, O 3 , imaginea este diferită.
Stele de aur. Sursa: Pexels.
Dacă stelele de aur ar fi supuse acestor condiții, acestea ar deveni o culoare maro-roșiatică, caracteristică Au 2 O 3 .
Alte metode pentru obținerea acestui oxid ar implica tratarea chimică a stelelor menționate; de exemplu, prin transformarea masei de aur în clorura respectivă, AuCl 3 .
Apoi, la AuCl 3 , și restul de săruri de aur posibile formate, se adaugă un mediu de bază puternic; și cu aceasta se obține oxidul hidroxidat sau hidroxidul, Au (OH) 3 . În final, acest ultim compus este deshidratat termic pentru a obține Au 2 O 3 .
Structura oxidului de aur (III)
Structura cristalină a Au2O3. Sursa: Materialscientist
Imaginea superioară arată structura cristalului de oxid de aur (III). Dispunerea atomilor de aur și oxigen în solid este prezentată, fie considerându-i atomi neutri (solid covalent), fie ioni (solid ionic). Indiferent, este suficient să eliminați sau să plasați legăturile Au-O în orice caz.
Conform imaginii, se presupune că predomină caracterul covalent (ceea ce ar fi logic). Din acest motiv, atomii și legăturile sunt reprezentate prin sfere și baruri, respectiv. Sferele aurii corespund atomilor de aur (Au III- O), iar cele roșiatice ale atomilor de oxigen.
Dacă priviți cu atenție, se va vedea că există unități AuO 4 , care sunt unite de atomi de oxigen. Un alt mod de vizualizare ar fi să luăm în considerare faptul că fiecare Au 3+ este înconjurat de patru O 2- ; desigur, dintr-o perspectivă ionică.
Această structură este cristalină, deoarece atomii sunt aranjați în același model cu rază lungă de acțiune. Astfel, celula sa unitară corespunde sistemului cristalin romboedric (același din imaginea superioară). Prin urmare, toate Au 2 O 3 ar putea fi construite dacă toate acele sfere ale celulei unității ar fi distribuite în spațiu.
Aspecte electronice
Aurul este un metal de tranziție și este de așteptat ca orbitalii săi 5d să interacționeze direct cu orbitalele 2p ale atomului de oxigen. Această suprapunere a orbitelor lor ar trebui să genereze teoretic benzi de conducere, ceea ce ar transforma Au 2 O 3 într-un semiconductor solid.
Prin urmare, adevărata structură a Au 2 O 3 este și mai complexă, având în vedere acest lucru.
Hidrații
Oxidul de aur poate reține moleculele de apă din cristalele sale romboedrice, dând naștere la hidrați. Pe măsură ce astfel de hidrați se formează, structura devine amorfă, adică dezordonată.
Formula chimică pentru astfel de hidrați poate fi oricare dintre următoarele acțiuni , care de fapt nu sunt pe deplin clarificate: Au 2 O 3 ∙ ZH 2 O (z = 1, 2, 3, etc.), Au (OH) 3 , sau Au x O y (OH) z .
Formula Au (OH) 3 reprezintă o simplificare a adevăratei compoziții a hidraților menționați. Acest lucru se datorează faptului că în hidroxidul de aur (III), cercetătorii au descoperit și prezența Au 2 O 3 ; și, prin urmare, este lipsit de sens să-l tratăm izolat ca un „simplu” hidroxid de metal de tranziție.
Pe de altă parte, se poate aștepta o structură amorfă de la un solid cu formula Au x O y (OH) z ; deoarece depinde de coeficienții x, y și z, ale căror variații ar da naștere la tot felul de structuri care cu greu ar putea prezenta un model cristalin.
Proprietăți
Aspectul fizic
Este un solid de culoare roșiatic.
Masa moleculara
441,93 g / mol.
Densitate
11,34 g / ml.
Punct de topire
Se topește și se descompune la 160ºC. Prin urmare, îi lipsește un punct de fierbere, deci acest oxid nu fierbe niciodată.
Stabilitate
Au 2 O 3 este instabil termodinamic deoarece, așa cum s-a menționat la început, aurul nu tinde să se oxideze în condiții normale de temperatură. Deci se reduce cu ușurință pentru a deveni din nou aurul nobil.
Cu cât temperatura este mai mare, cu atât reacția este mai rapidă, care este cunoscută sub denumirea de descompunere termică. Astfel, Au 2 O 3 la 160ºC se descompune să producă aur metalic și să elibereze oxigen molecular:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
O reacție foarte similară poate apărea cu alți compuși care promovează reducerea menționată. De ce reducerea? Deoarece aurul recâștigă electronii pe care i-a luat oxigenul; ceea ce este același cu a spune că pierde legături cu oxigenul.
Solubilitate
Este un solid insolubil în apă. Cu toate acestea, este solubil în acid clorhidric și acid azotic, datorită formării de cloruri de aur și nitrați.
Nomenclatură
Oxidul de aur (III) este numele guvernat de nomenclatura stocurilor. Alte modalități de menționare sunt:
-Nomenclatura tradițională: oxid auric, deoarece valența 3+ este cea mai mare pentru aur.
-Nomenclatura sistematică: trioxid de dioro.
Aplicații
Colorarea sticlei
Una dintre cele mai eminente utilizări ale sale este să adauge o culoare roșiatică la anumite materiale, cum ar fi sticla, pe lângă conferirea anumitor proprietăți inerente atomilor de aur.
Sinteză de lauri și aur fulminant
Dacă Au 2 O 3 este adăugat la un mediu unde este solubil și în prezența metalelor, auratele pot precipita după adăugarea unei baze puternice; care sunt formate din anioni AuO 4 - în compania cationilor metalici.
De asemenea, Au 2 O 3 reacționează cu amoniacul pentru a forma compusul auriu fulminant, Au 2 O 3 (NH 3 ) 4 . Numele său derivă din faptul că este extrem de exploziv.
Manevrarea monostratelor autoasamblate
Anumiți compuși, cum ar fi disulfurile de dialchil, RSSR, nu sunt adsorbiți în același mod pe aur și oxidul său. Când are loc această adsorbție, se formează spontan o legătură Au-S, unde atomul de sulf prezintă și definește caracteristicile chimice ale suprafeței menționate în funcție de grupul funcțional de care este atașat.
RSSR-urile nu pot fi adsorbite pe Au 2 O 3 , dar se pot folosi pe aur metalic. Prin urmare, dacă suprafața aurului și gradul său de oxidare sunt modificate, precum și dimensiunea particulelor sau straturilor Au 2 O 3 , se poate proiecta o suprafață mai eterogenă.
Această suprafață Au 2 O 3 -AuSR interacționează cu oxizii metalici ai anumitor dispozitive electronice, dezvoltând astfel viitoare suprafețe mai inteligente.
Referințe
- Wikipedia. (2018). Oxid de aur (III). Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Formulare chimică. (2018). Oxid de aur (III). Recuperat de la: formulacionquimica.com
- D. Michaud. (2016, 24 octombrie). Rugina de aur. 911 Metalurgist. Recuperat de la: 911metallurgist.com
- Shi, R. Asahi și C. Stampfl. (2007). Proprietățile oxizilor de aur Au 2 O 3 și Au 2 O: Investigarea primelor principii. Societatea Americană de Fizică.
- Cook, Kevin M. (2013). Oxid de aur ca strat de mascare pentru chimia regioselectivă a suprafeței. Teze și dezertații. Lucrarea 1460.