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黄金并非天生“懒惰”!表面原子重排形成“保护层”掩盖高活性

时间:2026-06-10 11:43:41来源:ITBEAR编辑:快讯

在人们的普遍认知中,黄金是一种极为稳定的金属,几乎不与外界物质发生反应。同属元素周期表同一列的银和铜,都能形成弱氧化物,而与铂相邻的黄金,却丝毫没有铂所具备的催化特性。然而,最新研究却颠覆了这一传统认知,指出黄金并非天生“惰性”,其表面原子的特殊行为才是导致它看似不反应的关键因素。

研究人员发现,黄金的高活性表面常常被原子重排巧妙地“隐藏”起来,这使得它在多数日常条件下呈现出惰性金属的特性。为了深入探究这一现象,研究人员开展了一系列测试,重点观察氧分子在不同金表面的行为表现,包括氧分子能否吸附在表面,以及吸附后需要多大的能量才能裂解成可参与反应的氧原子。

测试结果显示,块状金常见的表面是六方排列结构。这种表面对氧分子的吸附能力较弱,氧分子吸附在其表面后,结构几乎不会发生改变,因此需要较高的能量才能使氧分子断裂。与之形成鲜明对比的是,当金表面呈现方形晶格时,情况就大不相同了。氧分子不仅更容易吸附在这种表面上,还会被拉伸变形,甚至直接裂解成更为活泼的氧原子。在这种条件下,金自身也会发生氧化反应。

既然在特定条件下金会表现出活泼的性质,那么为什么日常见到的大块金通常还是不活泼呢?研究指出,这是因为金表面原子很容易自发地进行重排,将原本暴露的平坦方形晶格改造成略显粗糙但活性较低的六方结构。这一过程被称为“表面重构”。在块状黄金中,原子数量充足且空间足够大,这种由原子重排形成的“保护层”几乎能够覆盖整个表面,从而有效地“隐藏”了黄金的高活性表面,使其在大多数日常条件下表现出惰性。

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