该氧化金(III)是一种无机化合物,其化学式为Au 2 ö 3。从理论上讲,可以预期其性质是共价类型。但是,不能完全排除固体中某些离子特性的存在。或相同,假设不存在Au 3+阳离子和O 2-阴离子。
黄金作为贵金属可能会生锈似乎矛盾。在正常条件下,金块(如下图中的星星)不能通过与大气中的氧气接触而被氧化。但是,当在臭氧O 3的存在下用紫外线照射它们时,情况就不同了。
金星。资料来源:Pexels。
如果金星处于这些条件下,它们将变成红褐色,具有Au 2 O 3的特征。
获得这种氧化物的其他方法将涉及对所述恒星的化学处理;例如,例如,通过将金的质量转化为其相应的氯化物AuCl 3。
然后,向AuCl 3和剩余的可能的金盐中加入强碱性介质;并由此获得水合的氧化物或氢氧化物Au(OH)3。最后,将该最后的化合物热脱水以获得Au 2 O 3。
氧化金(III)的结构
Au2O3的晶体结构。资料来源:材料科学家
上图显示了金(III)氧化物的晶体结构。显示了金和氧原子在固体中的排列,考虑到它们是中性原子(共价固体)或离子(离子固体)。无关紧要,在任何情况下都可以删除或放置Au-O链接。
根据图像,假定共价字符占主导地位(这是合乎逻辑的)。因此,原子和键分别以球和条表示。金色的球体对应于金原子(Au III -O),红色的球体对应于氧原子。
如果仔细观察,会发现有AuO 4单元,由氧原子连接。可视化的另一种方法是考虑每个Au 3+被四个O 2-包围;当然,从离子的角度来看。
这种结构是结晶的,因为原子以相同的远程模式排列。因此,它的晶胞对应于菱形的晶体系统(上图中的相同)。因此,如果晶胞的所有这些球都分布在空间中,则可以构造所有的Au 2 O 3。
电子方面
金是一种过渡金属,其5d轨道有望直接与氧原子的2p轨道相互作用。从理论上讲,它们轨道的重叠应该会产生导带,从而将Au 2 O 3变成固态半导体。
因此,考虑到这一点,Au 2 O 3的真实结构更加复杂。
水合物
氧化金可以将水分子保留在菱形晶体中,从而生成水合物。当形成这样的水合物时,结构变成无定形的,即无序的。
这些水合物的化学式可以是以下任意一种,但实际上并未完全阐明:Au 2 O 3 ∙zH 2 O(z = 1、2、3等),Au(OH)3或Au x O y(OH)z。
式Au(OH)3表示所述水合物的真实组成的过度简化。这是因为研究人员在氢氧化金(III)中还发现了Au 2 O 3的存在。因此,将其作为“简单的”过渡金属氢氧化物单独处理是没有意义的。
另一方面,可以从具有式Au x O y(OH)z的固体获得无定形结构。因为它取决于系数x,y和z,它们的变化将导致几乎不显示晶体图案的各种结构。
物产
外观
它是红棕色固体。
分子质量
441.93克/摩尔
密度
11.34克/毫升。
熔点
在160ºC时熔化并分解。因此,它缺乏沸点,因此该氧化物不会沸腾。
稳定性
Au 2 O 3是热力学不稳定的,因为如开头所述,金在常温条件下不易氧化。因此很容易还原成贵金属。
温度越高,反应越快,这就是所谓的热分解。因此,Au 2 O 3在160ºC分解产生金属金并释放出分子氧:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
与其他促进所述还原的化合物可能发生非常相似的反应。为什么要减少?因为金会重新获得氧气从中吸收的电子;这与说它失去与氧的键一样。
溶解度
它是不溶于水的固体。然而,由于氯化金和硝酸金的形成,它可溶于盐酸和硝酸。
命名法
氧化金(III)是由库存命名法控制的名称。其他提及方式有:
-传统命名法:氧化金,因为3+价对金最高。
-系统命名法:三氧化二铁。
应用领域
玻璃染色
它最显着的用途之一是使某些材料带红色,例如玻璃,并赋予它们金原子固有的某些特性。
金酸盐和暴金的合成
如果将Au 2 O 3添加到可溶解的介质中,并且在金属的存在下,则在添加强碱后,金酸盐可能会沉淀。由AuO 4阴离子组成-在金属阳离子的陪同下。
同样,Au 2 O 3与氨反应形成暴发性金化合物Au 2 O 3(NH 3)4。它的名字来源于它具有很高的爆炸性。
处理自组装单层
某些化合物(例如二烷基二硫化物RSSR)不会以相同的方式吸附在金及其氧化物上。当发生这种吸附时,会自发形成Au-S键,其中硫原子会根据其所连接的官能团显示并定义所述表面的化学特性。
RSSR不能吸附在Au 2 O 3上,但可以吸附在金属金上。因此,如果修饰金的表面及其氧化度以及Au 2 O 3的颗粒或层的尺寸,则可以设计出更加不均匀的表面。
此Au 2 O 3 -AuSR表面与某些电子设备的金属氧化物相互作用,从而开发出更智能的表面。
参考文献
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