Cấu trúc, tính chất, danh pháp và cách sử dụng oxit vàng (III) (Au2O3)

các oxit vàng (III) là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là Au₂Ôi₃. Về mặt lý thuyết người ta có thể mong đợi bản chất của nó thuộc loại cộng hóa trị. Tuy nhiên, sự hiện diện của một nhân vật ion nhất định trong chất rắn của nó không thể bị loại bỏ hoàn toàn; hoặc những gì giống nhau, giả sử sự vắng mặt của cation Au³⁺ bên cạnh anion O^2-.

Có vẻ như mâu thuẫn rằng vàng, là một kim loại quý, có thể bị rỉ sét. Trong điều kiện bình thường, các mảnh vàng (như các ngôi sao trong hình bên dưới) không thể bị oxy hóa do tiếp xúc với oxy trong khí quyển; tuy nhiên, khi được chiếu xạ bằng tia cực tím với sự hiện diện của ozone, HOẶC₃, bức tranh thì khác.

Nếu các ngôi sao vàng phải chịu những điều kiện này, chúng sẽ chuyển sang màu nâu đỏ, đặc trưng của Au₂Ôi₃.

Các phương pháp khác để thu được oxit này sẽ liên quan đến việc xử lý hóa học của các ngôi sao nói trên; ví dụ, chuyển đổi khối lượng vàng thành clorua tương ứng, AuCl₃.

Sau, đến AuCl₃, và phần còn lại của muối vàng có thể hình thành, một phương tiện cơ bản mạnh được thêm vào; và với điều này, bạn nhận được oxit hydrat hoặc hydroxit, Au (OH)₃. Cuối cùng, hợp chất cuối cùng này được khử nước bằng nhiệt để thu được Au₂Ôi₃.

Chỉ số

• 1 Cấu trúc của oxit vàng (III)
  • 1.1 Khía cạnh điện tử
  • 1.2 hydrat
• 2 thuộc tính
  • 2.1 Ngoại hình
  • 2.2 Khối lượng phân tử
  • Mật độ 2,3
  • 2.4 Điểm nóng chảy
  • 2.5 Ổn định
  • 2.6 Độ hòa tan
• 3 danh pháp
• 4 công dụng
  • 4.1 Màu của kính
  • 4.2 Tổng hợp aurates và vàng tối ưu
  • 4.3 Xử lý các đơn lớp tự lắp ráp
• 5 tài liệu tham khảo

Cấu trúc của oxit vàng (III)

Cấu trúc tinh thể của oxit vàng (III) được hiển thị trong hình trên. Sự sắp xếp của các nguyên tử vàng và oxy trong chất rắn được thể hiện, hoặc là các nguyên tử trung tính (chất rắn cộng hóa trị) hoặc là các ion (chất rắn ion). Theo bản năng, việc loại bỏ hoặc đặt các liên kết Au-O trong mọi trường hợp là đủ..

Theo hình ảnh, người ta cho rằng nhân vật cộng hóa trị chiếm ưu thế (sẽ hợp lý). Vì lý do đó, các nguyên tử và liên kết đại diện được hiển thị với hình cầu và thanh tương ứng. Các quả cầu vàng tương ứng với các nguyên tử vàng (Au^III-O) và chuyển sang màu đỏ nguyên tử oxy.

Nếu bạn nhìn kỹ, bạn sẽ thấy rằng có các đơn vị AuO₄, được nối bởi các nguyên tử oxy. Một cách khác để hình dung nó sẽ là xem xét rằng mỗi Au³⁺ được bao quanh bởi bốn O^2-; Tất nhiên, từ góc độ ion.

Cấu trúc này là tinh thể vì các nguyên tử được ra lệnh tuân theo một mô hình tầm xa tương tự. Do đó, tế bào đơn nhất của nó tương ứng với hệ tinh thể hình thoi (giống như trong hình trên). Do đó, tất cả các Au₂Ôi₃ có thể được xây dựng nếu tất cả các khối cầu của ô đơn vị được phân phối trong không gian.

Khía cạnh điện tử

Vàng là kim loại chuyển tiếp và dự kiến ​​các quỹ đạo 5d của nó tương tác trực tiếp với quỹ đạo 2p của nguyên tử oxy. Sự chồng chéo về quỹ đạo của chúng về mặt lý thuyết sẽ tạo ra các dải dẫn, điều này sẽ chuyển đổi Au₂Ôi₃ trong một chất bán dẫn rắn.

Do đó, cấu trúc thực sự của Au₂Ôi₃ thậm chí còn phức tạp hơn với điều này trong tâm trí.

Hydrat

Ôxít vàng có thể giữ lại các phân tử nước trong các tinh thể hình thoi của nó, tạo ra hydrat. Khi hydrat như vậy được hình thành, cấu trúc trở nên vô định hình, nghĩa là, rối loạn.

Công thức hóa học của hydrat như vậy có thể là bất kỳ điều nào sau đây, trong thực tế không được làm rõ sâu sắc: Au₂Ôi₃∙ zH₂O (z = 1, 2, 3, v.v.), Au (OH)₃, hoặc Âu_xÔi_và(OH)_z.

Công thức Au (OH)₃ đại diện cho sự đơn giản hóa thành phần thực sự của hydrat nói trên. Điều này là do trong vàng hydroxit (III), các nhà nghiên cứu cũng đã tìm thấy sự hiện diện của Au₂Ôi₃; và do đó, thật hợp lý khi coi nó cách ly như một hydroxit kim loại chuyển tiếp "đơn giản".

Mặt khác, của một chất rắn có công thức Au_xÔi_và(OH)_z một cấu trúc vô định hình có thể được dự kiến; kể từ đó, điều này phụ thuộc vào các hệ số x, và và z, những biến thể của chúng sẽ tạo ra tất cả các loại cấu trúc khó có thể thể hiện một mô hình tinh thể.

Thuộc tính

Ngoại hình

Nó là một chất rắn màu nâu đỏ.

Khối lượng phân tử

441,93 g / mol.

Mật độ

11,34 g / mL.

Điểm nóng chảy

Nó tan chảy và phân hủy ở 160ºC. Do đó nó thiếu điểm sôi, vì vậy oxit này không bao giờ đạt đến điểm sôi.

Ổn định

Âu₂Ôi₃ nó không ổn định về mặt nhiệt động bởi vì, như đã đề cập ở phần đầu, vàng không có xu hướng oxy hóa trong điều kiện nhiệt độ bình thường. Vì vậy, nó dễ dàng được giảm xuống để trở thành vàng quý tộc.

Nhiệt độ càng cao, phản ứng càng nhanh, được gọi là phân hủy nhiệt. Vì vậy, Au₂Ôi₃ ở 160 ° C, nó bị phân hủy để tạo ra vàng kim loại và giải phóng oxy phân tử:

2 Âu₂Ôi₃ => 4 Âu + 3 O₂

Một phản ứng rất giống nhau có thể xảy ra với các hợp chất khác có lợi cho việc khử. Vì sao giảm? Bởi vì vàng trở lại để thu được các electron mà oxy lấy đi từ nó; Điều này cũng giống như nói rằng nó mất liên kết với oxy.

Độ hòa tan

Nó là một chất rắn không hòa tan trong nước. Tuy nhiên, nó hòa tan trong axit hydrochloric và axit nitric, do sự hình thành của clorua vàng và nitrat.

Danh pháp

Vàng oxit (III) là tên được điều chỉnh bởi danh pháp chứng khoán. Những cách khác để đề cập đến nó là:

-Danh pháp truyền thống: oxit aureric, vì hóa trị 3+ là cao nhất đối với vàng.

-Danh pháp hệ thống: dioro trioxide.

Công dụng

Tô màu kính

Một trong những ứng dụng nổi bật nhất của nó là cung cấp màu đỏ cho một số vật liệu nhất định, chẳng hạn như kính, ngoài việc trao một số tính chất vốn có cho các nguyên tử vàng..

Tổng hợp aurates và vàng tối ưu

Nếu Au được thêm vào₂Ôi₃ đến một môi trường nơi nó hòa tan và với sự có mặt của kim loại, các aurat có thể kết tủa sau khi thêm một bazơ mạnh; trong đó, được hình thành bởi các anion AuO₄^- trong công ty của cation kim loại.

Ngoài ra, Au₂Ôi₃ phản ứng với amoniac để tạo thành hợp chất tối ưu vàng, Au₂Ôi₃(NH₃)₄. Tên của nó bắt nguồn từ thực tế là nó rất bùng nổ.

Xử lý các đơn lớp tự lắp ráp

Trên vàng và oxit của nó, một số hợp chất, chẳng hạn như dialkyl disulfide, RSSR, không bị hấp phụ theo cùng một cách. Khi sự hấp phụ này xảy ra, một liên kết Au -S được hình thành một cách tự nhiên, trong đó nguyên tử lưu huỳnh thể hiện và xác định các đặc tính hóa học của bề mặt nói trên tùy thuộc vào nhóm chức năng mà nó bị ràng buộc..

RSSR không thể hấp thụ trên Au₂Ôi₃, nhưng trên vàng kim loại. Do đó, nếu bề mặt của vàng và mức độ oxy hóa của nó bị biến đổi, cũng như kích thước của các hạt hoặc lớp Au₂Ôi₃, một bề mặt không đồng nhất hơn có thể được thiết kế.

Bề mặt này Au₂Ôi₃-AuSR tương tác với các oxit kim loại của một số thiết bị điện tử, do đó phát triển các bề mặt thông minh hơn trong tương lai.

Tài liệu tham khảo

1. Wikipedia. (2018). Vàng (III) oxit. Lấy từ: en.wikipedia.org
2. Công thức hóa học (2018). Ôxít vàng (III). Phục hồi từ: formulacóquimica.com
3. D. Michaud. (Ngày 24 tháng 10 năm 2016). Ôxít vàng. Nhà luyện kim 911. Lấy từ: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi và C. Stampfl. (2007). Tính chất của oxit vàng Au₂Ôi₃ và Âu₂O: Điều tra nguyên tắc đầu tiên. Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ.
5. Cook, Kevin M. (2013). Vàng Oxide như là một lớp mặt nạ cho hóa học bề mặt Regioselective. Luận văn và Luận án. Giấy 1460.