Залізо ржавіє, а мідь зеленіє: чому ж тоді золото не змінюється від впливу кисню
Золото поводиться інакше, ніж такі метали, як сталь і мідь. У той час як матеріали на основі заліза іржавіють, а на міді з часом утворюється зелений наліт, золото зазвичай залишається незмінним. Нещодавні наукові дослідження дали пояснення цій стабільності.
Дослідники повідомили, що атоми на зовнішньому шарі золота можуть перегрупуватися у нові геометричні структури. Ця зміна поверхні знижує здатність металу вступати в реакцію з киснем, що є ключовим етапом окислення. Без цього переходу золото могло б почати реагувати з киснем майже відразу після контакту з ним.
У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Окислення починається, коли молекули кисню в повітрі розпадаються на окремі атоми, які потім можуть зв’язуватися з поверхнею металу. Команда проаналізувала, як різні поверхневі структури золота впливають на цей процес.
Коли утворюється свіжа поверхня, наприклад після різання, атоми реорганізуються з квадратної решітки в гексагональну структуру. Інша поширена конфігурація вже має гексагональну форму і демонструє низьку реактивність.
Розрахунки на основі квантової механіки показали, що квадратне розташування сприяє розщепленню кисню ефективніше, ніж шестикутне. Однак для того, щоб кисень вступив у реакцію на шестикутній поверхні, атоми спочатку повинні повернутися до квадратної структури, що створює бар'єр, який уповільнює окислення.
Які наукові теми вам цікаво читати?
Оксид золота не є стабільним, тому навіть коли відбуваються реакції, за обмежених умов може утворитися лише дуже тонкий шар, за словами хімічного інженера Метью Монтемора, одного з авторів дослідження.
Монтемор зазначив, що цей ефект був несподіваним, заявивши, що це "безумовно сюрприз", і додавши, що уповільнення є надзвичайним: "Після перегрупування окислення відбувається приблизно в мільярд-трильйон разів повільніше".
ВажливоЦі висновки можуть допомогти вдосконалити конструкцію каталізаторів — матеріалів, що використовуються для прискорення хімічних реакцій.
Інші новини науки
- Учені та експерти з питань надзвичайних ситуацій роками вивчають способи зменшення збитків, спричинених виверженнями вулканів. Іноді з'являються навіть радикальні ідеї, наприклад, залити вулкан бетоном.
- Вчені, які досліджують стародавній антарктичний лід, виявили зразки, яким приблизно 6 мільйонів років. Дослідники заявили, що ці зразки є найдавнішим льодом, який коли-небудь було вилучено на планеті
Під час написання цього матеріалу використано матеріали Science News.