- Struttura dell'ossido d'oro (III)
- Aspetti elettronici
- idrata
- Proprietà
- Aspetto fisico
- Massa molecolare
- Densità
- Punto di fusione
- Stabilità
- solubilità
- Nomenclatura
- applicazioni
- Colorazione del vetro
- Sintesi di aurati e oro fulminante
- Manipolazione di monostrati autoassemblati
- Riferimenti
L' ossido d'oro (III) è un composto inorganico la cui formula chimica è Au 2 O 3 . Teoricamente, ci si potrebbe aspettare che la sua natura sia di tipo covalente. Tuttavia, la presenza di un certo carattere ionico nel suo solido non può essere completamente esclusa; o cosa è lo stesso, supponi l'assenza del catione Au 3+ insieme all'anione O 2 .
Può sembrare contraddittorio che l'oro, essendo un metallo nobile, possa arrugginire. In condizioni normali, i pezzi d'oro (come le stelle nell'immagine sotto) non possono essere ossidati dal contatto con l'ossigeno nell'atmosfera; tuttavia, quando vengono irradiati con radiazioni ultraviolette in presenza di ozono, O 3 , il quadro è diverso.
Stelle d'oro. Fonte: Pexels.
Se le stelle d'oro fossero sottoposte a queste condizioni, assumerebbero un colore bruno-rossastro, caratteristico di Au 2 O 3 .
Altri metodi per ottenere questo ossido implicherebbero il trattamento chimico di dette stelle; per esempio, convertendo la massa dell'oro nel suo rispettivo cloruro, AuCl 3 .
Quindi, ad AuCl 3 e al resto dei possibili sali d'oro formati, viene aggiunto un mezzo di base forte; e con questo si ottiene l'ossido o idrossido idrato Au (OH) 3 . Infine, quest'ultimo composto viene disidratato termicamente per ottenere Au 2 O 3 .
Struttura dell'ossido d'oro (III)
Struttura cristallina di Au2O3. Fonte: Materialscientist
L'immagine in alto mostra la struttura cristallina dell'ossido d'oro (III). Viene mostrata la disposizione degli atomi di oro e ossigeno nel solido, considerandoli atomi neutri (solido covalente) o ioni (solido ionico). Indifferentemente, è comunque sufficiente rimuovere o posizionare i link Au-O.
Secondo l'immagine, si presume che predomina il carattere covalente (il che sarebbe logico). Per questo motivo, gli atomi e i legami sono rappresentati rispettivamente da sfere e barre. Le sfere dorate corrispondono agli atomi d'oro (Au III -O), e quelle rossastre agli atomi di ossigeno.
Se guardi da vicino, vedrai che ci sono unità AuO 4 , che sono unite da atomi di ossigeno. Un altro modo per visualizzarlo sarebbe considerare che ogni Au 3+ è circondato da quattro O 2- ; ovviamente, da una prospettiva ionica.
Questa struttura è cristallina perché gli atomi sono disposti nello stesso schema a lungo raggio. Pertanto, la sua cella unitaria corrisponde al sistema cristallino romboedrico (lo stesso nell'immagine in alto). Pertanto, tutto l'Au 2 O 3 potrebbe essere costruito se tutte quelle sfere della cella unitaria fossero distribuite nello spazio.
Aspetti elettronici
L'oro è un metallo di transizione e si prevede che i suoi orbitali 5d interagiscano direttamente con gli orbitali 2p dell'atomo di ossigeno. Questa sovrapposizione dei loro orbitali dovrebbe teoricamente generare bande di conduzione, che trasformerebbero Au 2 O 3 in un solido semiconduttore.
Pertanto, la vera struttura di Au 2 O 3 è ancora più complessa con questo in mente.
idrata
L'ossido d'oro può trattenere le molecole d'acqua all'interno dei suoi cristalli romboedrici, dando origine agli idrati. Man mano che si formano tali idrati, la struttura diventa amorfa, cioè disordinata.
La formula chimica per tali idrati può essere una delle seguenti, che in realtà non sono completamente chiarite: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3, ecc.), Au (OH) 3 , o Au x O y (OH) z .
La formula Au (OH) 3 rappresenta una semplificazione eccessiva della reale composizione di detti idrati. Questo perché all'interno dell'idrossido di oro (III), i ricercatori hanno anche trovato la presenza di Au 2 O 3 ; e quindi non ha senso trattarlo isolatamente come un "semplice" idrossido di metallo di transizione.
D'altra parte, ci si potrebbe aspettare una struttura amorfa da un solido di formula Au x O y (OH) z ; poiché dipende dai coefficienti x, yez, le cui variazioni darebbero luogo a strutture di ogni tipo che difficilmente potrebbero esibire un andamento cristallino.
Proprietà
Aspetto fisico
È un solido bruno-rossastro.
Massa molecolare
441,93 g / mol.
Densità
11,34 g / mL.
Punto di fusione
Si scioglie e si decompone a 160ºC. Pertanto, manca un punto di ebollizione, quindi questo ossido non bolle mai.
Stabilità
Au 2 O 3 è termodinamicamente instabile perché, come accennato all'inizio, l'oro non tende a ossidarsi in condizioni di temperatura normali. Quindi è facilmente ridotto per diventare di nuovo l'oro nobile.
Maggiore è la temperatura, più veloce è la reazione, nota come decomposizione termica. Pertanto, Au 2 O 3 a 160 ° C si decompone per produrre oro metallico e rilasciare ossigeno molecolare:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
Una reazione molto simile può verificarsi con altri composti che favoriscono tale riduzione. Perché la riduzione? Perché l'oro riguadagna gli elettroni che l'ossigeno gli ha preso; il che equivale a dire che perde legami con l'ossigeno.
solubilità
È un solido insolubile in acqua. Tuttavia, è solubile in acido cloridrico e acido nitrico, a causa della formazione di cloruri d'oro e nitrati.
Nomenclatura
L'ossido d'oro (III) è il nome regolato dalla nomenclatura azionaria. Altri modi per menzionarlo sono:
-Nomenclatura tradizionale: ossido aurico, perché la valenza 3+ è la più alta per l'oro.
-Nomenclatura sistematica: dioro triossido.
applicazioni
Colorazione del vetro
Uno dei suoi usi più eminenti è quello di aggiungere un colore rossastro a determinati materiali, come il vetro, oltre a conferire alcune proprietà inerenti agli atomi d'oro.
Sintesi di aurati e oro fulminante
Se Au 2 O 3 viene aggiunto a un mezzo in cui è solubile e in presenza di metalli, gli aurati possono precipitare dopo l'aggiunta di una base forte; che sono costituiti da anioni AuO 4 - in compagnia di cationi metallici.
Allo stesso modo, Au 2 O 3 reagisce con l'ammoniaca per formare il composto d'oro fulminante, Au 2 O 3 (NH 3 ) 4 . Il suo nome deriva dal fatto che è altamente esplosivo.
Manipolazione di monostrati autoassemblati
Alcuni composti, come il dialchil disolfuro, RSSR, non vengono adsorbiti allo stesso modo sull'oro e sul suo ossido. Quando avviene questo adsorbimento, si forma spontaneamente un legame Au-S, dove l'atomo di zolfo esibisce e definisce le caratteristiche chimiche di detta superficie a seconda del gruppo funzionale a cui è attaccato.
Gli RSSR non possono essere adsorbiti su Au 2 O 3 , ma possono essere assorbiti dall'oro metallico. Pertanto, se la superficie dell'oro e il suo grado di ossidazione vengono modificati, nonché la dimensione delle particelle o degli strati di Au 2 O 3 , è possibile progettare una superficie più eterogenea.
Questa superficie Au 2 O 3 -AuSR interagisce con gli ossidi metallici di alcuni dispositivi elettronici, sviluppando così superfici future più intelligenti.
Riferimenti
- Wikipedia. (2018). Ossido di oro (III). Estratto da: en.wikipedia.org
- Formulazione chimica. (2018). Ossido di oro (III). Estratto da: formulacionquimica.com
- D. Michaud. (2016, 24 ottobre). Ruggine dorata. 911 Metallurgist. Estratto da: 911metallurgist.com
- Shi, R. Asahi e C. Stampfl. (2007). Proprietà degli ossidi d'oro Au 2 O 3 e Au 2 O: Indagine sui primi principi. L'American Physical Society.
- Cook, Kevin M. (2013). Ossido d'oro come strato di mascheramento per la chimica delle superfici regioselettive. Tesi e dissertazioni. Carta 1460.