โกลด์ออกไซด์ (III) (Au2O3): โครงสร้างคุณสมบัติระบบการตั้งชื่อและการใช้งาน

โกลด์ออกไซด์ (III) เป็นสารประกอบอนินทรีย์ซึ่งมีสูตรทางเคมีคือ Au 2 O 3 ตามหลักวิชาหนึ่งอาจคาดหวังว่าธรรมชาติของมันจะอยู่ในรูปแบบโควาเลนต์ อย่างไรก็ตามการปรากฏตัวของตัวละครไอออนิกบางอย่างในของแข็งของมันไม่สามารถทิ้งไปพร้อมกัน; หรืออะไรที่เหมือนกันสมมติว่าไม่มีไอออนบวก Au3 + ถัดจากไอออน O2-

อาจเป็นเรื่องที่ขัดแย้งกันว่าทองคำซึ่งเป็นโลหะชั้นสูงสามารถขึ้นสนิมได้ ภายใต้สภาวะปกติชิ้นส่วนทองคำ (เช่นดาวในภาพด้านล่าง) ไม่สามารถออกซิไดซ์โดยการสัมผัสกับออกซิเจนในบรรยากาศ; อย่างไรก็ตามเมื่อฉายรังสีด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตในที่ที่มีโอโซน O 3 ภาพจะแตกต่างกัน

หากดาวสีทองอยู่ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้พวกเขาจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดงลักษณะของ Au 2 O 3

วิธีอื่นในการรับออกไซด์นี้จะเกี่ยวข้องกับการบำบัดทางเคมีของดาวดังกล่าว ตัวอย่างเช่นการแปลงมวลทองคำให้เป็นคลอไรด์ตามลำดับ AuCl 3

จากนั้นไปที่ AuCl 3 และส่วนที่เหลือของเกลือทองคำที่เป็นไปได้เกิดขึ้นจะมีการเพิ่มสื่อพื้นฐานที่แข็งแกร่ง และด้วยสิ่งนี้จะได้รับไฮเดรตออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์ Au (OH) 3 ในที่สุดสารประกอบสุดท้ายนี้จะถูกทำให้แห้งด้วยความร้อนเพื่อให้ได้ Au 2 O 3

โครงสร้างของโกลด์ออกไซด์ (III)

โครงสร้างผลึกของทองคำ (III) ออกไซด์จะแสดงในภาพด้านบน การจัดเรียงของอะตอมของทองคำและออกซิเจนในของแข็งจะปรากฏขึ้นไม่ว่าจะเป็นอะตอมที่เป็นกลาง (ของแข็งโควาเลนต์) หรือเป็นไอออน (อิออนของแข็ง) อย่างชัดเจนก็เพียงพอที่จะกำจัดหรือวางลิงค์ Au-O ในกรณีใด ๆ

ตามภาพมันจะสันนิษฐานว่าตัวละครโควาเลนต์ครอบงำ (ซึ่งจะเป็นตรรกะ) ด้วยเหตุนี้อะตอมและพันธะที่เป็นตัวแทนจึงถูกแสดงด้วยทรงกลมและแท่งตามลำดับ ทรงกลมสีทองนั้นสอดคล้องกับอะตอมของทองคำ (AuIII-O) และเม็ดสีแดงกับอะตอมออกซิเจน

หากดูอย่างระมัดระวังคุณจะเห็นว่ามีหน่วย AuO 4 ซึ่งเข้าร่วมโดยอะตอมออกซิเจน อีกวิธีหนึ่งในการมองเห็นภาพก็คือการพิจารณาว่า Au3 + แต่ละตัวล้อมรอบด้วยสี่ O2-; แน่นอนจากมุมมองของไอออนิก

โครงสร้างนี้เป็นผลึกเนื่องจากอะตอมได้รับคำสั่งให้เชื่อฟังรูปแบบระยะยาวเดียวกัน ดังนั้นเซลล์รวมของมันจึงสอดคล้องกับระบบคริสตัลรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (เช่นเดียวกับในภาพด้านบน) ดังนั้น Au 2 O 3 ทั้งหมด สามารถสร้างได้หากทรงกลมทั้งหมดของเซลล์หน่วยนั้นถูกกระจายไปในอวกาศ

ด้านอิเล็กทรอนิกส์

ทองคำเป็นโลหะทรานซิชันและคาดว่าวงโคจร 5d ของมันจะมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับวงโคจร 2p ของอะตอมออกซิเจน การทับซ้อนของวงโคจรของพวกมันในทางทฤษฎีจะต้องสร้างแถบการนำซึ่งจะแปลง Au 2 O 3 เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นของแข็ง

ดังนั้นโครงสร้างที่แท้จริงของ Au 2 O 3 จึงมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อคำนึงถึงเรื่องนี้

ชุ่มชื้น

ทองคำออกไซด์สามารถรักษาโมเลกุลของน้ำภายในผลึกรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนซึ่งก่อให้เกิดความชุ่มชื้น เมื่อเกิดไฮเดรตขึ้นโครงสร้างจะกลายเป็นอสัณฐานนั่นคือไม่เป็นระเบียบ

สูตรทางเคมีสำหรับไฮเดรตดังกล่าวอาจมีดังต่อไปนี้ซึ่งในความเป็นจริงไม่ได้อธิบายอย่างชัดเจน: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3, ฯลฯ ) Au (OH) 3 หรือ Au x O y (OH) z

สูตร Au (OH) 3 แสดงถึงการทับซ้อนขององค์ประกอบที่แท้จริงของไฮเดรตดังกล่าว นี่คือความจริงที่ว่าในทองคำไฮดรอกไซด์ (III) นักวิจัยยังพบว่ามี Au 2 O 3 ; และดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะถือเป็นไฮดรอกไซด์โลหะทรานซิชันของโลหะ "แบบง่าย"

ในอีกทางหนึ่งจากของแข็งที่มีสูตร Au x O และ (OH) z โครงสร้าง amorphous อาจคาดหวัง; เนื่องจากสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์ x, y และ z ซึ่งการแปรผันจะก่อให้เกิดโครงสร้างทุกชนิดที่แทบจะไม่สามารถแสดงรูปแบบผลึก

สรรพคุณ

ลักษณะทางกายภาพ

มันเป็นของแข็งสีน้ำตาลแดง

มวลโมเลกุล

441.93 g / mol

ความหนาแน่น

11.34 g / mL

จุดหลอมเหลว

มันละลายและสลายตัวที่160ºC ดังนั้นจึงไม่มีจุดเดือดดังนั้นออกไซด์นี้จึงไม่ถึงจุดเดือด

ความมั่นคง

Au 2 O 3 นั้นไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์เนื่องจากดังที่กล่าวไว้ในตอนต้นทองคำไม่ได้มีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิปกติ ดังนั้นจึงลดลงได้อย่างง่ายดายเพื่อให้ได้ทองคำที่มีเกียรติอีกครั้ง

ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าไหร่ปฏิกิริยาก็ยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น ดังนั้น Au 2 O 3 ที่ 160 ° C สลายตัวเพื่อผลิตทองคำโลหะและปล่อยออกซิเจนโมเลกุล:

2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2

ปฏิกิริยาที่คล้ายกันมากอาจเกิดขึ้นได้กับสารประกอบอื่น ๆ ทำไมต้องลด เพราะทองคำกลับคืนมาเพื่อรับอิเล็กตรอนที่ออกซิเจนนำออกไป ซึ่งเหมือนกับบอกว่ามันสูญเสียการเชื่อมโยงกับออกซิเจน

สามารถในการละลาย

มันเป็นของแข็งที่ไม่ละลายในน้ำ อย่างไรก็ตามมันสามารถละลายได้ในกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริกเนื่องจากการก่อตัวของคลอไรด์ทองคำและไนเตรต

ศัพท์เฉพาะ

โกลด์ออกไซด์ (III) เป็นชื่อที่ควบคุมโดยระบบการตั้งชื่อหุ้น วิธีอื่น ๆ ที่จะกล่าวถึงคือ:

ศัพท์ปกติ: aureric ออกไซด์เพราะวาเลนซ์ 3+ นั้นสูงที่สุดสำหรับทองคำ

- ระบบการตั้งชื่อ: dioro trioxide

การใช้งาน

ระบายสีแว่นตา

หนึ่งในการใช้ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการให้สีแดงแก่วัสดุบางชนิดเช่นแว่นตานอกเหนือจากการมอบคุณสมบัติบางอย่างที่มีอยู่ในอะตอมทองคำ

การสังเคราะห์ aurates และการหลอมทอง

หาก Au 2 O 3 ถูกเติมลง ในตัวกลางที่ละลายได้และในที่ที่มีโลหะอยู่นั้น aurates สามารถตกตะกอนหลังจากเติมฐานที่แข็งแกร่ง ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดย AuO 4 - ใน บริษัท ของไพเพอร์โลหะ

นอกจากนี้ Au 2 O 3 ยัง ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียเพื่อสร้างสารประกอบทองคำที่ถูกทำลาย Au 2 O 3 (NH 3 ) 4 ชื่อของมันมาจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นระเบิดสูง

การจัดการ monolayers ที่ประกอบเอง

สำหรับทองคำและออกไซด์สารประกอบบางตัวเช่น dialkyl disulfides, RSSR นั้นไม่ได้ถูกดูดซับด้วยวิธีเดียวกัน เมื่อการดูดซับนี้เกิดขึ้นพันธะ Au-S จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งอะตอมของกำมะถันจะแสดงและกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของพื้นผิวดังกล่าวขึ้นอยู่กับกลุ่มการทำงาน

RSSR ไม่สามารถดูดซับบน Au 2 O 3 แต่บนโลหะสีทอง ดังนั้นหากพื้นผิวของทองคำและระดับการเกิดออกซิเดชันถูกปรับเปลี่ยนเช่นเดียวกับขนาดของอนุภาคหรือชั้นของ Au 2 O 3 จะสามารถออกแบบพื้นผิวที่แตกต่างกันได้มากขึ้น

พื้นผิวนี้ Au 2 O 3 -AuSR โต้ตอบกับออกไซด์โลหะของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดดังนั้นจึงพัฒนาพื้นผิวที่ชาญฉลาดขึ้นในอนาคต