Чому золото не іржавіє.

На Алясці, США, знайшли злиток золота вагою 63,8 г. Фото: Роберт М. Лавінський/Вікіпедія

У дослідженні, опублікованому 21 травня в журналі Physical Review Letters, два хіміки-комп'ютерники, Санту Бісвас та Метью Монтемор з Тулейнського університету в США, виявили , чому золото важче окислювати, ніж подібні метали. За їхніми словами, розташування атомів на поверхні золота створює настільки щільну структуру, що молекули кисню не можуть легко від'єднатися, щоб запустити окислення (процес, за допомогою якого кисень (або елементи, такі як сірка) реагують з металом і зв'язуються з його поверхнею). Це накопичення кисневих зв'язків є причиною «іржі» в залізі та потьмяніння в інших металах. Ступінь адгезії кисню залежить від того, наскільки щільно атомна структура металу утримує його електрони.

Золото є одним із найцінніших металів на Землі завдяки своїй винятковій стійкості до іржі, потьмяніння та корозії, що означає, що воно не реагує сильно з іншими атомами чи молекулами. Коли блок золота розрізають, відкрита поверхня змінює свою форму за лічені секунди. Атоми перебудовуються, створюючи зигзагоподібну текстуру, явище, яке називається «реконструкцією поверхні».

Згідно з Science Alert, Бісвас і Монтемор використали комп'ютерне моделювання, щоб зрозуміти, що відбувається, коли молекули кисню контактують із золотими поверхнями, які мають різне розташування атомів, включаючи регенеровану поверхню (атоми розташовані у щільному шестикутному візерунку) та нерегенеровану поверхню (більш пухка, квадратна структура). На регенерованій поверхні молекули кисню не знаходять достатньо місця, щоб легко розділитися на два атоми, як це відбувається на нерегенерованій поверхні. Це може пояснити, чому крихітні наночастинки золота поводяться інакше, ніж об'ємне золото. Вони не повністю розвиваються в регенеровану поверхню, яка зазвичай зустрічається на більших блоках золота, оголюючи більш реакційноздатні області квадратної форми.

Журнал «Scientific American» повідомляє, що дослідницька група розрахувала енергію, необхідну для окислення золота до та після регенерації. Вони виявили, що молекули кисню в повітрі (що складаються з двох атомів кисню, пов'язаних між собою) легко від'єднуються та приєднуються до атомів золота на нерегенерованій поверхні. Процес регенерації витягує багато атомів золота з маси золота, вставляючи їх у поверхню та перетворюючи просту квадратну структуру на щільний шестикутник з безліччю ребер та канавок. Цей процес наближає поверхню золота до термодинамічної рівноваги, дозволяючи атомам золота легко обмінюватися теплом один з одним, але ускладнюючи проникнення кисню.

Це нове відкриття може допомогти вченим розробити золоті каталізатори, які забезпечують баланс між стійкістю до корозії та ефективною активацією кисню.

( За даними vnexpress.net )

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