Почему золото не ржавеет.

Золотой слиток весом 63,8 грамма был найден на Аляске, США. Фото: Роберт М. Лавински/Википедия

В исследовании, опубликованном 21 мая в журнале Physical Review Letters, два химика-программиста, Санту Бисвас и Мэтью Монтемор из Университета Тулейн в США, обнаружили , почему золото окисляется сложнее, чем аналогичные металлы. По их словам, атомное расположение на поверхности золота создает настолько плотную структуру, что молекулы кислорода не могут легко отделиться, чтобы инициировать окисление (процесс, при котором кислород (или такие элементы, как сера) реагируют с металлом и связываются с его поверхностью). Именно это накопление кислородных связей вызывает «ржавчину» в железе и потускнение в других металлах. Степень адгезии кислорода зависит от того, насколько прочно атомная структура металла удерживает его электроны.

Золото — один из самых ценных металлов на Земле благодаря своей исключительной устойчивости к ржавчине, потускнению и коррозии, то есть оно не вступает в сильные реакции с другими атомами или молекулами. Когда слиток золота разрезают, открытая поверхность за считанные секунды меняет свою форму. Атомы перестраиваются, создавая зигзагообразную текстуру — явление, называемое «реконструкцией поверхности».

Согласно Science Alert, Бишвас и Монтемор использовали компьютерное моделирование, чтобы понять, что происходит, когда молекулы кислорода вступают в контакт с золотыми поверхностями, имеющими различное расположение атомов, включая регенерированную поверхность (атомы расположены в плотной гексагональной структуре) и нерегенерированную поверхность (более рыхлая, квадратная структура). На регенерированной поверхности молекулы кислорода не находят достаточно места для легкого расщепления на два атома, как это происходит на нерегенерированной поверхности. Это может объяснить, почему крошечные золотые наночастицы ведут себя иначе, чем золото в объеме. Они не полностью формируют регенерированную поверхность, обычно встречающуюся на более крупных золотых блоках, обнажая более реакционноспособные, квадратные области.

Журнал Scientific American сообщает, что исследовательская группа рассчитала энергию, необходимую для окисления золота до и после регенерации. Они обнаружили, что молекулы кислорода в воздухе (состоящие из двух атомов кислорода, связанных между собой) легко отрываются и присоединяются к атомам золота на нерегенерированной поверхности. Процесс регенерации извлекает множество атомов золота из золотой массы, внедряя их в поверхность и преобразуя простую квадратную структуру в плотный шестиугольник со множеством выступов и борозд. Этот процесс приближает золотую поверхность к термодинамическому равновесию, позволяя атомам золота легко обмениваться теплом друг с другом, но затрудняя проникновение кислорода.

Это новое открытие может помочь ученым в разработке золотых катализаторов, обеспечивающих баланс между коррозионной стойкостью и эффективной активацией кислорода.

( По данным vnexpress.net )

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