Emas oksida (III) (Au2O3): struktur, sifat, nomenklatur, dan penggunaan

Emas oksida (III) adalah senyawa anorganik yang rumus kimianya adalah Au 2 O 3 . Secara teoritis orang mungkin berharap sifatnya dari tipe kovalen. Namun, keberadaan karakter ionik tertentu dalam padatannya tidak dapat dibuang sama sekali; atau apa yang sama, asumsikan tidak adanya kation Au3 + di sebelah anion O2-.

Mungkin tampak kontradiktif bahwa emas, sebagai logam mulia, dapat berkarat. Dalam kondisi normal, keping emas (seperti bintang pada gambar di bawah) tidak dapat dioksidasi oleh kontak dengan oksigen di atmosfer; Namun, ketika diiradiasi dengan radiasi ultraviolet di hadapan ozon, O 3, gambarnya berbeda.

Jika bintang-bintang emas mengalami kondisi ini, mereka akan berubah menjadi coklat kemerahan, karakteristik Au 2 O 3 .

Metode lain untuk memperoleh oksida ini akan melibatkan perlakuan kimia dari bintang-bintang tersebut; misalnya, mengubah massa emas menjadi klorida masing-masing, AuCl 3 .

Kemudian, ke AuCl 3, dan sisa garam emas yang mungkin terbentuk, media dasar yang kuat ditambahkan; dan dengan ini, oksida terhidrasi atau hidroksida, Au (OH) 3, diperoleh. Akhirnya, senyawa terakhir ini mengalami dehidrasi termal untuk memperoleh Au2O3.

Struktur oksida emas (III)

Struktur kristal emas (III) oksida ditunjukkan pada gambar atas. Susunan atom emas dan oksigen dalam padatan ditunjukkan, baik sebagai atom netral (padatan kovalen), atau sebagai ion (padatan ionik). Tidak jelas, cukup untuk menghilangkan atau menempatkan tautan Au-O dalam hal apa pun.

Menurut gambar, diasumsikan bahwa karakter kovalen mendominasi (yang logis). Untuk alasan itu, atom dan ikatan yang diwakili masing-masing ditunjukkan dengan bola dan bar. Bola emas bersesuaian dengan atom emas (AuIII-O), dan yang kemerahan dengan atom oksigen.

Jika Anda perhatikan dengan teliti, Anda akan melihat bahwa ada AuO 4 unit, yang bergabung dengan atom oksigen. Cara lain untuk memvisualisasikannya adalah dengan mempertimbangkan bahwa setiap Au3 + dikelilingi oleh empat O2-; Tentu saja, dari perspektif ionik.

Struktur ini kristal karena atom diperintahkan mematuhi pola jarak jauh yang sama. Dengan demikian, sel kesatuannya berhubungan dengan sistem kristal rombohedral (sama seperti pada gambar atas). Oleh karena itu, semua Au 2 O 3 dapat dibangun jika semua bola sel unit didistribusikan di ruang angkasa.

Aspek elektronik

Emas adalah logam transisi, dan diharapkan bahwa orbital 5d-nya berinteraksi langsung dengan orbital 2p dari atom oksigen. Tumpang tindih orbital mereka secara teoritis harus menghasilkan pita konduksi, yang akan mengubah Au 2 O 3 menjadi semikonduktor padat.

Oleh karena itu, struktur sebenarnya dari Au 2 O 3 bahkan lebih kompleks dengan pemikiran ini.

Menghidrasi

Emas oksida dapat mempertahankan molekul air dalam kristal rhombohedralnya, yang menimbulkan hidrat. Ketika hidrat tersebut terbentuk, struktur menjadi amorf, yaitu tidak teratur.

Formula kimia untuk hidrat tersebut dapat berupa salah satu dari yang berikut, yang sebenarnya tidak diklarifikasi secara mendalam: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3, dll), Au (OH) 3, atau Au x O y (OH) z .

Formula Au (OH) 3 menunjukkan penyederhanaan berlebihan dari komposisi sebenarnya dari hidrat tersebut. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa di dalam emas hidroksida (III), para peneliti juga menemukan keberadaan Au2O3; dan karena itu, masuk akal untuk memperlakukannya secara terpisah sebagai logam transisi hidroksida "sederhana".

Di sisi lain, dari padatan dengan rumus Au x O dan (OH) z struktur amorf bisa diharapkan; karena, ini tergantung pada koefisien x, y dan z, yang variasinya akan memunculkan semua jenis struktur yang sulit menunjukkan pola kristal.

Properti

Penampilan fisik

Ini adalah padatan coklat kemerahan.

Massa molekul

441, 93 g / mol.

Kepadatan

11, 34 g / mL.

Titik lebur

Ini mencair dan terurai pada 160ºC. Karena itu tidak memiliki titik didih, sehingga oksida ini tidak pernah mencapai titik didih.

Stabilitas

Au 2 O 3 secara termodinamik tidak stabil karena, seperti yang disebutkan di awal, emas cenderung tidak teroksidasi dalam kondisi suhu normal. Jadi mudah direduksi menjadi emas mulia lagi.

Semakin tinggi suhunya, semakin cepat reaksinya, yang dikenal sebagai dekomposisi termal. Dengan demikian, Au 2 O 3 pada 160 ° C terurai untuk menghasilkan emas logam dan melepaskan oksigen molekul:

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

Reaksi yang sangat mirip dapat terjadi dengan senyawa lain yang mendukung reduksi tersebut. Mengapa reduksi? Karena emas kembali untuk mendapatkan elektron yang diambil oksigen darinya; yang sama dengan mengatakan bahwa ia kehilangan hubungan dengan oksigen.

Kelarutan

Ini adalah padatan yang tidak larut dalam air. Namun, larut dalam asam klorida dan asam nitrat, karena pembentukan emas klorida dan nitrat.

Nomenklatur

Emas oksida (III) adalah nama yang diatur oleh nomenklatur saham. Cara lain untuk menyebutkannya adalah:

-Nomenklatur normal: aureric oxide, karena valensi 3+ adalah yang tertinggi untuk emas.

- Nomenklatur sistematis: dioro trioxide.

Penggunaan

Pewarnaan kacamata

Salah satu kegunaannya yang paling terkenal adalah untuk memberikan warna kemerahan pada bahan tertentu, seperti kacamata, selain memberikan sifat tertentu yang melekat pada atom emas.

Sintesis aurat dan emas fulminasi

Jika Au 2 O 3 ditambahkan ke media di mana ia larut, dan di hadapan logam, aurat dapat mengendap setelah penambahan basa kuat; yang, dibentuk oleh AuO 4 - di perusahaan kation logam.

Juga, Au 2 O 3 bereaksi dengan amonia untuk membentuk senyawa emas fulminasi, Au 2 O 3 (NH 3 ) 4 . Namanya berasal dari fakta bahwa itu sangat eksplosif.

Penanganan monolayer rakitan

Pada emas dan oksidanya, senyawa tertentu, seperti dialkil disulfida, RSSR, tidak diserap dengan cara yang sama. Ketika adsorpsi ini terjadi, ikatan Au-S terbentuk secara spontan, di mana atom sulfur menunjukkan dan mendefinisikan karakteristik kimia dari permukaan tersebut tergantung pada gugus fungsi yang terikat.

RSSR tidak dapat menyerap pada Au 2 O 3, tetapi pada emas metalik. Oleh karena itu, jika permukaan emas dan tingkat oksidasi dimodifikasi, serta ukuran partikel atau lapisan Au 2 O 3, permukaan yang lebih heterogen dapat dirancang.

Permukaan ini Au 2 O 3 -AuSR berinteraksi dengan oksida logam dari perangkat elektronik tertentu, sehingga mengembangkan permukaan yang lebih cerdas di masa depan.