Goudoxide (iii) (au2o3) wat is, structuur, eigenschappen, gebruik

Hij Goudoxide (III) Het is een anorganische verbinding waarvan de chemische formule au is₂OF₃. Theoretisch zou de aard ervan kunnen worden verwacht buiten het covalente type. De aanwezigheid van een bepaald ionisch karakter in zijn vaste stof kan echter niet volledig worden uitgesloten; of wat hetzelfde is, neem de afwezigheid van het AU -kation aan³⁺ naast anion of^2-.

Het lijkt misschien tegenstrijdig dat goud, een edelmetaal zijn, kan oxideren. Onder normale omstandigheden kunnen gouden stukken niet oxideren door contact met de zuurstof van de atmosfeer; Wanneer ze echter worden bestraald met ultraviolette straling in aanwezigheid van ozon, of₃, Het panorama is een andere.

Als de gouden sterren deze omstandigheden ondergaan, zouden ze een roodachtige bruine kleur worden, kenmerkend voor de au₂OF₃.

Andere methoden om dit oxide te verkrijgen, zouden de chemische behandeling van deze sterren impliceren; Bijvoorbeeld, het deeg van goud in zijn respectieve chloride, AUCL om te zetten₃.

Dan naar de AUCL₃, En de rest van de mogelijke gevormde goudzouten, wordt een sterk basismedium toegevoegd; En hiermee wordt gehydrateerd of hydroxide -oxide verkregen, AU (OH)₃. Ten slotte is de laatste verbinding thermisch uitgedroogd om de au te verkrijgen₂OF₃.

Goudoxidestructuur (III)

Goudoxide kristallijne structuur. Orci, Wikimedia Commons.

Het bovenste beeld toont de kristallijne structuur van goudoxide (iii). De opstelling van goud- en zuurstofatomen in de vaste stof wordt getoond, hetzij rekening houdend met neutrale atomen (covalente vaste stof), of ionen (ionische vaste stof). Uitwisselbaar, elimineer of plaats de AU-O-links in elk geval.

Volgens het beeld wordt aangenomen dat het covalente karakter overheerst (wat logisch zou zijn). Om die reden worden de atomen en links die worden weergegeven met bollen en staven getoond, respectievelijk getoond. Witte bollen komen overeen met gouden atomen (au^III-O), en de roodachtige naar zuurstofatomen.

Kan u van dienst zijn: hydroxyapatiet

Als het zorgvuldig wordt waargenomen, is het te zien dat er auo -eenheden zijn₄, die binden door zuurstofatomen. Een andere manier om te visualiseren zou zijn om te overwegen dat elke au³⁺ is omgeven door vier of^2-; Natuurlijk, vanuit een ionisch perspectief.

Deze structuur is kristallijn omdat atomen worden geordend door hetzelfde lang -range patroon te gehoorzamen. De unitaire cel komt dus overeen met het rhombohedrale kristallijne systeem (hetzelfde als het bovenste beeld). Daarom alle au₂OF₃ Het zou kunnen worden gebouwd als al die bollen van de eenheidscel in de ruimte zouden worden verdeeld.

Elektronische aspecten

Goud is een overgangsmetaal en er wordt verwacht dat de 5D -orbitalen rechtstreeks interageren met de 2P -orbitalen van het zuurstofatoom. Deze overlapping van zijn orbitalen moet theoretisch rijbanden genereren, wat de au zou maken₂OF₃ In een halfgeleider solide.

Daarom is de ware structuur van de au₂OF₃ is nog complexer om dit in gedachten te hebben.

Hydrateren

Gouden oxide kan watermoleculen behouden in zijn rhomboédicanische kristallen, die aanleiding geeft tot hydrates. Wanneer dergelijke hydraten worden gevormd, wordt de structuur amorf.

De chemische formule voor dergelijke hydraten kan een van de volgende zijn, die in feite niet diep worden opgehelderd: au₂OF₃∙ ZH₂O (Z = 1, 2, 3, enz.), Au (oh)₃, of au_XOF_En(OH)_Z.

De AU (OH) formule₃ vertegenwoordigt een vereenvoudiging van de ware samenstelling van deze hydraten. Dit komt omdat binnen goudhydroxide (III) onderzoekers ook de aanwezigheid van AU hebben gevonden₂OF₃; En daarom verliest het de betekenis om het op zichzelf te behandelen als een "eenvoudige" overgangsmetaalhydroxide.

Kan u van dienst zijn: evenwicht tussen vloeistof en damp

Aan de andere kant, van een solide met AU -formule_XOF_En(OH)_Z Een amorfe structuur kan worden verwacht; Omdat dit afhangt van de coëfficiënten X, En En Z, waarvan de variaties zouden resulteren in alle soorten structuur die nauwelijks een kristallijn patroon kunnen vertonen.

Eigenschappen

Fysiek uiterlijk

Het is een roodbruine vaste stof.

Moleculaire massa

441,93 g/mol.

Dikte

11.34 g/ml.

Smeltpunt

Het smelt en ontleedt bij 160 ° C. Het mist een kookpunt, dus dit oxide kookt nooit.

Stabiliteit

Au₂OF₃ Het is thermodynamisch onstabiel omdat, zoals in het begin vermeld, goud niet de neiging heeft om te oxideren in normale temperatuuromstandigheden. Zodat het gemakkelijk wordt gereduceerd om het nobele goud te worden.

Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller deze reactie zal zijn, wat bekend staat als thermische ontleding. Dus de au₂OF₃ Bij 160 ° C breekt het af om metaalgoud te produceren en moleculaire zuurstof af te geven:

2 au₂OF₃ => 4 au + 3 o₂

Een zeer vergelijkbare reactie kan optreden met andere verbindingen die voorstander zijn van deze reductie. Waarom reductie? Omdat goud de elektronen wint die zuurstof verwijdert; Wat is hetzelfde als om links naar zuurstof te verliezen.

Oplosbaarheid

Het is een onoplosbare vaste stof in water. Het is echter oplosbaar in zoutzuur en salpeterzuur, vanwege de vorming van goudchloriden en nitraten.

Nomenclatuur

Het goudoxide (III) is de naam die wordt beheerst door de voorraadnomenclatuur. Andere manieren om het te vermelden zijn:

-Traditionele nomenclatuur: auricoxide, omdat Valencia 3+ de grootste is voor goud.

-Systematische nomenclatuur: Dioro -trioxide.

Toepassingen

Glazen kleuring

Een van de meest vooraanstaande toepassingen is om een ​​roodachtige kleur te bieden aan bepaalde materialen, zoals een bril, naast het verlenen van bepaalde eigenschappen die inherent zijn aan gouden atomen.

Kan u van dienst zijn: waterstofbromide (HBR)

Synthese van auraten en fulminant goud

Als de AU wordt toegevoegd₂OF₃ Aan een medium waar het oplosbaar is, en in aanwezigheid van metalen kan het neerslaan na de toevoeging van een sterke basis de auraten; die worden gevormd door auo anions₄^- In het gezelschap van metalen kationen.

Ook de au₂OF₃ reageert met ammoniak om de fulminante gouden verbinding te vormen, au₂OF₃(NH₃))₄. Zijn naam komt voort uit het feit dat het zeer explosief is.

Zelf geassembleerde monocapas manipulatie

Op goud en zijn oxide worden bepaalde verbindingen niet op dezelfde manier geadsorbeerd, zoals Disulfur Dialil, RSSR. Wanneer deze adsorptie optreedt, wordt een Au-S-binding spontaan gevormd, waarbij het zwavelatoom de chemische kenmerken van dit oppervlak vertoont en definieert, afhankelijk van de functionele groep waaraan deze is gekoppeld.

RSSR kan niet worden geadsorbeerd via au₂OF₃, Maar over metalen goud. Daarom, als het oppervlak van goud en de mate van oxidatie ervan wordt gemodificeerd, evenals de grootte van de deeltjes of lagen van AU₂OF₃, Een meer heterogeen oppervlak kan worden ontworpen.

Dit oppervlak au₂OF₃-AUSR interageert met metaaloxiden van bepaalde elektronische apparaten, waardoor toekomstige slimmere oppervlakken worden ontwikkeld.

Referenties

1. Goudoxiden. Hersteld van: 911Metallurgist.com
2. Shi, r. Asahi en C. Stampfl. (2007). Eigenschappen van de gouden oxiden au₂OF₃ en au₂O: First-Principles Research. De American Physical Society.