- Structure de l'oxyde d'or (III)
- Aspects électroniques
- Hydrate
- Propriétés
- Apparence physique
- Masse moléculaire
- Densité
- Point de fusion
- Stabilité
- Solubilité
- Nomenclature
- Applications
- Coloration du verre
- Synthèse des aurates et de l'or fulminant
- Manipulation de monocouches auto-assemblées
- Références
L' oxyde d'or (III) est un composé inorganique dont la formule chimique est Au 2 O 3. Théoriquement, on pourrait s'attendre à ce que sa nature soit de type covalent. Cependant, la présence d'un certain caractère ionique dans son solide ne peut être totalement exclue; ou ce qui est pareil, supposons l'absence du cation Au 3+ avec l'anion O 2-.
Il peut sembler contradictoire que l'or, étant un métal noble, puisse rouiller. Dans des conditions normales, les pièces d'or (comme les étoiles dans l'image ci-dessous) ne peuvent pas être oxydées par contact avec l'oxygène de l'atmosphère; cependant, lorsqu'ils sont irradiés avec un rayonnement ultraviolet en présence d'ozone, O 3, le tableau est différent.
Étoiles d'or. Source: Pexels.
Si les étoiles d'or étaient soumises à ces conditions, elles prendraient une couleur brun rougeâtre, caractéristique de Au 2 O 3.
D'autres méthodes pour obtenir cet oxyde impliqueraient le traitement chimique desdites étoiles; par exemple, en convertissant la masse d'or en son chlorure respectif, AuCl 3.
Ensuite, à AuCl 3, et au reste des éventuels sels d'or formés, un milieu basique fort est ajouté; et avec cela, l'oxyde ou l'hydroxyde hydraté, Au (OH) 3, est obtenu. Enfin, ce dernier composé est déshydraté thermiquement pour obtenir Au 2 O 3.
Structure de l'oxyde d'or (III)
Structure cristalline de Au2O3. Source: scientifique des matériaux
L'image du haut montre la structure cristalline de l'oxyde d'or (III). La disposition des atomes d'or et d'oxygène dans le solide est représentée, soit en les considérant comme des atomes neutres (solide covalent), soit des ions (solide ionique). Indifféremment, il suffit de supprimer ou de placer les liens Au-O dans tous les cas.
D'après l'image, on suppose que le caractère covalent prédomine (ce qui serait logique). Pour cette raison, les atomes et les liaisons sont représentés respectivement par des sphères et des barres. Les sphères dorées correspondent aux atomes d'or (Au III -O) et les sphères rougeâtres aux atomes d'oxygène.
Si vous regardez de plus près, vous verrez qu'il existe des unités AuO 4, qui sont reliées par des atomes d'oxygène. Une autre façon de le visualiser serait de considérer que chaque Au 3+ est entouré de quatre O 2-; bien sûr, d'un point de vue ionique.
Cette structure est cristalline car les atomes sont disposés dans le même modèle à longue distance. Ainsi, sa cellule unitaire correspond au système cristallin rhomboédrique (le même dans l'image du haut). Par conséquent, tout l'Au 2 O 3 pourrait être construit si toutes ces sphères de la cellule unitaire étaient distribuées dans l'espace.
Aspects électroniques
L'or est un métal de transition et ses orbitales 5d devraient interagir directement avec les orbitales 2p de l'atome d'oxygène. Ce chevauchement de leurs orbitales devrait théoriquement générer des bandes de conduction, qui transformeraient Au 2 O 3 en un semi-conducteur solide.
Par conséquent, la véritable structure de Au 2 O 3 est encore plus complexe dans cet esprit.
Hydrate
L'oxyde d'or peut retenir les molécules d'eau dans ses cristaux rhomboédriques, donnant lieu à des hydrates. Lorsque de tels hydrates se forment, la structure devient amorphe, c'est-à-dire désordonnée.
La formule chimique de ces hydrates peut être l'une des suivantes, qui en fait ne sont pas entièrement clarifiées: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3, etc.), Au (OH) 3, ou Au x O y (OH) z.
La formule Au (OH) 3 représente une simplification excessive de la véritable composition desdits hydrates. En effet, dans l'hydroxyde d'or (III), les chercheurs ont également trouvé la présence d'Au 2 O 3; et par conséquent, il est inutile de le traiter isolément comme un hydroxyde de métal de transition "simple".
Par contre, on pourrait s'attendre à une structure amorphe d'un solide de formule Au x O y (OH) z; puisqu'elle dépend des coefficients x, y et z, dont les variations donneraient naissance à toutes sortes de structures qui pourraient difficilement présenter un motif cristallin.
Propriétés
Apparence physique
C'est un solide brun rougeâtre.
Masse moléculaire
441,93 g / mol.
Densité
11,34 g / ml.
Point de fusion
Fond et se décompose à 160 ° C. Par conséquent, il n'a pas de point d'ébullition, donc cet oxyde ne bout jamais.
Stabilité
Au 2 O 3 est thermodynamiquement instable car, comme mentionné au début, l'or n'a pas tendance à s'oxyder dans des conditions de température normales. Ainsi, il est facilement réduit pour redevenir l'or noble.
Plus la température est élevée, plus la réaction est rapide, ce que l'on appelle la décomposition thermique. Ainsi, Au 2 O 3 à 160 ° C se décompose pour produire de l'or métallique et libérer de l'oxygène moléculaire:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
Une réaction très similaire peut se produire avec d'autres composés qui favorisent ladite réduction. Pourquoi la réduction? Parce que l'or retrouve les électrons que l'oxygène lui a pris; ce qui revient à dire qu'il perd des liaisons avec l'oxygène.
Solubilité
C'est un solide insoluble dans l'eau. Cependant, il est soluble dans l'acide chlorhydrique et l'acide nitrique, en raison de la formation de chlorures d'or et de nitrates.
Nomenclature
L'oxyde d'or (III) est le nom régi par la nomenclature du stock. D'autres façons de le mentionner sont:
-Nomenclature traditionnelle: oxyde aurique, car la valence 3+ est la plus élevée pour l'or.
-Nomenclature systématique: dioro trioxyde.
Applications
Coloration du verre
L'une de ses utilisations les plus éminentes est de donner à certains matériaux une couleur rougeâtre, comme le verre, ainsi que de leur conférer certaines propriétés inhérentes aux atomes d'or.
Synthèse des aurates et de l'or fulminant
Si Au 2 O 3 est ajouté à un milieu où il est soluble, et en présence de métaux, les aurates peuvent précipiter après l'ajout d'une base forte; qui sont constitués d'anions AuO 4 - en compagnie de cations métalliques.
De même, Au 2 O 3 réagit avec l'ammoniac pour former le composé d'or fulminant, Au 2 O 3 (NH 3) 4. Son nom vient du fait qu'il est hautement explosif.
Manipulation de monocouches auto-assemblées
Certains composés, tels que les disulfures de dialkyle, RSSR, ne sont pas adsorbés de la même manière sur l'or et son oxyde. Lorsque cette adsorption se produit, une liaison Au-S se forme spontanément, où l'atome de soufre présente et définit les caractéristiques chimiques de ladite surface en fonction du groupe fonctionnel auquel il est attaché.
Les RSSR ne peuvent pas être adsorbés sur Au 2 O 3, mais ils le peuvent sur l'or métallique. Par conséquent, si la surface de l'or et son degré d'oxydation sont modifiés, ainsi que la taille des particules ou des couches d'Au 2 O 3, une surface plus hétérogène peut être conçue.
Cette surface Au 2 O 3 -AuSR interagit avec les oxydes métalliques de certains appareils électroniques, développant ainsi de futures surfaces plus intelligentes.
Références
- Wikipédia. (2018). Oxyde d'or (III). Récupéré de: en.wikipedia.org
- Formulation chimique. (2018). Oxyde d'or (III). Récupéré de: formulacionquimica.com
- D. Michaud. (2016, 24 octobre). Rouille d'or. 911 métallurgiste. Récupéré de: 911metallurgist.com
- Shi, R. Asahi et C. Stampfl. (2007). Propriétés des oxydes d'or Au 2 O 3 et Au 2 O: étude des premiers principes. La société américaine de physique.
- Cook, Kevin M. (2013). L'oxyde d'or comme couche de masquage pour la chimie de surface régiosélective. Thèses et mémoires. Papier 1460.