Dlaczego złoto nie rdzewieje.

Na Alasce w USA znaleziono sztabkę złota o masie 63,8 g. Fot. Robert M. Lavinsky/Wikipedia

W badaniu opublikowanym 21 maja w czasopiśmie „Physical Review Letters” dwaj chemicy komputerowi, Santu Biswas i Matthew Montemore z Uniwersytetu Tulane w USA, odkryli , dlaczego złoto utlenia się trudniej niż podobne metale. Według nich, układ atomów na powierzchni złota tworzy tak ciasną strukturę, że cząsteczki tlenu nie mogą się łatwo od niej oderwać, co prowadzi do utleniania (procesu, w którym tlen (lub pierwiastki takie jak siarka) reagują z metalem i wiążą się z jego powierzchnią). To nagromadzenie wiązań tlenowych jest przyczyną „rdzewienia” żelaza i matowienia innych metali. Stopień adhezji tlenu zależy od tego, jak ściśle struktura atomowa metalu utrzymuje elektrony.

Złoto jest jednym z najcenniejszych metali na Ziemi ze względu na wyjątkową odporność na rdzę, matowienie i korozję, co oznacza, że nie reaguje silnie z innymi atomami ani cząsteczkami. Podczas cięcia bryły złota odsłonięta powierzchnia zmienia kształt w ciągu kilku sekund. Atomy przestawiają się, tworząc zygzakowatą teksturę – zjawisko to nazywa się „rekonstrukcją powierzchni”.

Według Science Alert, Biswas i Montemore wykorzystali symulacje komputerowe, aby zrozumieć, co się dzieje, gdy cząsteczki tlenu stykają się z powierzchniami złota o różnym ułożeniu atomów, w tym powierzchnią zregenerowaną (atomy ułożone w ciasny, heksagonalny wzór) i powierzchnią niezregenerowaną (luźniejszą, kwadratową strukturą). Na powierzchni zregenerowanej cząsteczki tlenu nie znajdują wystarczająco dużo miejsca, aby łatwo rozdzielić się na dwa atomy, tak jak ma to miejsce na powierzchni niezregenerowanej. Może to wyjaśniać, dlaczego drobne nanocząsteczki złota zachowują się inaczej niż złoto w stanie sypkim. Nie rozwijają się one w pełni w zregenerowaną powierzchnię, typową dla większych bloków złota, odsłaniając bardziej reaktywne, kwadratowe obszary.

Magazyn „Scientific American” donosi, że zespół badawczy obliczył energię potrzebną do utlenienia złota przed i po regeneracji. Odkryli, że cząsteczki tlenu w powietrzu (składające się z dwóch połączonych ze sobą atomów tlenu) łatwo odrywają się i przyłączają do atomów złota na nieregenerowanej powierzchni. Proces regeneracji wyciąga wiele atomów złota z masy złota, wbudowując je w powierzchnię i przekształcając prostą, kwadratową strukturę w gęsty sześciokąt z wieloma grzbietami i rowkami. Proces ten zbliża powierzchnię złota do stanu równowagi termodynamicznej, umożliwiając atomom złota łatwą wymianę ciepła, ale utrudniając przenikanie tlenu.

To nowe odkrycie może pomóc naukowcom w zaprojektowaniu katalizatorów ze złota, które będą łączyć odporność na korozję z efektywną aktywacją tlenu.

( Według vnexpress.net )

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