Warum Gold nicht rostet.

In Alaska, USA, wurde ein 63,8 g schwerer Goldbarren gefunden. Foto: Robert M. Lavinsky/Wikipedia

In einer am 21. Mai in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Studie entdeckten die beiden Computerchemiker Santu Biswas und Matthew Montemore von der Tulane University in den USA, warum Gold schwerer zu oxidieren ist als vergleichbare Metalle. Laut ihrer Studie bildet die atomare Anordnung an der Goldoberfläche eine so dichte Struktur, dass sich Sauerstoffmoleküle nicht so leicht ablösen und die Oxidation auslösen können (den Prozess, bei dem Sauerstoff (oder Elemente wie Schwefel) mit dem Metall reagiert und sich an dessen Oberfläche bindet). Diese Ansammlung von Sauerstoffbindungen ist die Ursache für Rost bei Eisen und Anlaufen bei anderen Metallen. Der Grad der Sauerstoffadhäsion hängt davon ab, wie stark die atomare Struktur des Metalls seine Elektronen bindet.

Gold zählt aufgrund seiner außergewöhnlichen Beständigkeit gegen Rost, Anlaufen und Korrosion zu den wertvollsten Metallen der Erde, da es nur schwach mit anderen Atomen oder Molekülen reagiert. Wird ein Goldblock geschnitten, formt sich die freigelegte Oberfläche innerhalb von Sekunden neu. Die Atome ordnen sich neu an und erzeugen eine zickzackförmige Struktur – ein Phänomen, das als Oberflächenrekonstruktion bezeichnet wird.

Laut Science Alert nutzten Biswas und Montemore Computersimulationen, um zu verstehen, was passiert, wenn Sauerstoffmoleküle mit Goldoberflächen unterschiedlicher atomarer Anordnung in Kontakt kommen. Dazu gehörten eine regenerierte Oberfläche (Atome in einem dichten hexagonalen Muster angeordnet) und eine nicht-regenerierte Oberfläche (eine lockerere, quadratische Struktur). Auf der regenerierten Oberfläche finden die Sauerstoffmoleküle nicht genügend Platz, um sich so leicht in zwei Atome zu spalten wie auf der nicht-regenerierten Oberfläche. Dies könnte erklären, warum sich winzige Goldnanopartikel anders verhalten als massives Gold. Sie entwickeln sich nicht vollständig zu der regenerierten Oberfläche, die typischerweise auf größeren Goldblöcken zu finden ist, wodurch reaktivere, quadratische Bereiche freigelegt werden.

Scientific American berichtet, dass ein Forschungsteam die zur Oxidation von Gold vor und nach der Regeneration benötigte Energie berechnet hat. Sie fanden heraus, dass sich Sauerstoffmoleküle aus der Luft (bestehend aus zwei miteinander verbundenen Sauerstoffatomen) leicht von Goldatomen auf der nicht regenerierten Oberfläche ablösen und anlagern. Der Regenerationsprozess löst viele Goldatome aus der Goldmasse, fügt sie in die Oberfläche ein und wandelt die einfache quadratische Struktur in ein dichtes Sechseck mit vielen Erhebungen und Rillen um. Dieser Prozess bringt die Goldoberfläche näher an ein thermodynamisches Gleichgewicht heran, wodurch die Goldatome leichter Wärme austauschen können, während das Eindringen von Sauerstoff erschwert wird.

Diese neue Entdeckung könnte Wissenschaftlern helfen, Goldkatalysatoren zu entwickeln, die ein Gleichgewicht zwischen Korrosionsbeständigkeit und effizienter Sauerstoffaktivierung herstellen.

( Laut vnexpress.net )

Quelle: https://baodongthap.vn/ly-do-vang-khong-bi-han-gi-a241335.html