Gold cluster
ક્લસ્ટર રસાયણશાસ્ત્રમાં સોનાના સમૂહ કાં તો સ્વતંત્ર અણુઓ અથવા મોટા કોલોઇડલ કણો હોઈ શકે છે. બંને પ્રકારોને એક માઇક્રોમીટરથી ઓછા વ્યાસવાળા નેનોપાર્ટિકલ્સ તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. નેનોક્લસ્ટર એ ચોક્કસ સંખ્યામાં અણુઓ અથવા અણુઓથી બનેલું એક સામૂહિક જૂથ છે જે અમુક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે. ગોલ્ડ નેનોક્લસ્ટર્સ ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઉત્પ્રેરકોમાં સંભવિત ઉપયોગો ધરાવે છે. બેર ગોલ્ડ ક્લસ્ટર્સ, એટલે કે, લિગાન્ડ શેલ્સને સ્થિર કર્યા વિના ક્લસ્ટર્સને સંશ્લેષણ કરી શકાય છે અને મોલેક્યુલર બીમ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને વેક્યૂમમાં અભ્યાસ કરી શકાય છે. તેમની રચનાઓનો પ્રાયોગિક રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે, દા. ત., એનાયન ફોટોઇલેક્ટ્રોન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, ફાર-ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, તેમજ ક્વોન્ટમ રાસાયણિક ગણતરીઓ સાથે જોડાણમાં તેમની આયન ગતિશીલતા અને ઇલેક્ટ્રોન વિવર્તન અભ્યાસોના માપનનો ઉપયોગ કરીને. આવા સમૂહોનું માળખું લિગાન્ડ-સ્થિર સમૂહથી ખૂબ જ અલગ હોય છે, જે સમૂહ માળખા પર રાસાયણિક વાતાવરણનો મુખ્ય પ્રભાવ સૂચવે છે. એક નોંધપાત્ર ઉદાહરણ એયુ20 છે જે એક સંપૂર્ણ ટેટ્રાહેડ્રોન બનાવે છે જેમાં એયુ અણુ પેકિંગ ધાતુના સોનાના એફસીસી બલ્ક માળખામાં અણુ ગોઠવણી સાથે નજીકથી મળે છે. n = 16 થી 18 સાથે આંશિક સૂત્ર સાથે હોલો ગોલ્ડન પાંજરાના અસ્તિત્વ માટેના પુરાવા રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. 550 પિકોમીટરના વ્યાસવાળા આ ક્લસ્ટરો લેસર બાષ્પીભવન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને ફોટોઇલેક્ટ્રોન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા વર્ગીકૃત થાય છે. લિગાન્ડ-સ્થિર એયુ ક્લસ્ટરોની રચના બલ્ક ગોલ્ડ ફેસ-સેન્ટર્ડ ક્યુબિક (એફસીસી) માળખું દર્શાવે છે. જેમ જેમ સોનાના કણોના કદમાં ઘટાડો થાય છે તેમ તેમ સોનાનું એફસીસી માળખું એક કેન્દ્રિત-આઇકોસાહેડ્રલ માળખામાં પરિવર્તિત થાય છે. તે દર્શાવી શકાય છે કે એફસીસી માળખું અડધા એકમ કોષ દ્વારા વિસ્તૃત કરી શકાય છે જેથી તે ક્યુબોક્ટેહેડ્રલ માળખા જેવું દેખાય. ક્યુબોક્ટેહેડ્રલ માળખું ઘન-બંધ સમૂહ અને એફસીસીની સમપ્રમાણતા જાળવી રાખે છે. આને એકમ કોષને વધુ જટિલ કોષમાં ફરીથી વ્યાખ્યાયિત કરવા તરીકે વિચારી શકાય છે. ક્યુબોક્ટાહેડ્રોનની દરેક ધાર પેરિફેરલ એયુ-એયુ બોન્ડનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ક્યુબોક્ટાહેડ્રોનની 24 ધાર હોય છે જ્યારે આઇકોસાહેડ્રોનની 30 ધાર હોય છે; ક્યુબોક્ટાહેડ્રોનથી આઇકોસાહેડ્રોનમાં સંક્રમણની તરફેણ કરવામાં આવે છે કારણ કે બોન્ડ્સમાં વધારો આઇકોસાહેડ્રોન માળખાની એકંદર સ્થિરતામાં ફાળો આપે છે. કેન્દ્રિત આઇકોસાહેડ્રલ ક્લસ્ટર મોટા સોનાના નેનોક્લસ્ટર્સના નિર્માણનો આધાર છે. તે અણુ-દર-અણુ વૃદ્ધિનું અંતિમ બિંદુ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, એક સોનાના અણુથી શરૂ કરીને, દરેક સફળ સમૂહ એક વધારાનો અણુ ઉમેરીને બનાવવામાં આવે છે. આઇકોસાહેડ્રલ મોટિફ ઘણા સોનાના સમૂહમાં શિરોબિંદુ વહેંચણી (અને), ફેસ-ફ્યુઝન (અને), અને ઇન્ટરપેનેટ્રેટિંગ બાયકોસાહેડ્રોન (,,, અને) દ્વારા જોવા મળે છે. મોટા સોનાના નેનોક્લસ્ટર્સને અનિવાર્યપણે એકબીજાને જોડતા, ઓવરલેપિંગ અને/અથવા આસપાસના આઇકોસાહેડ્રોનની શ્રેણીમાં ઘટાડી શકાય છે. ગોલ્ડ નેનોક્લસ્ટર્સની સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયામાં સપાટીના ભાગોની રચનાનો સમાવેશ થાય છે જે ક્લસ્ટરના કેન્દ્ર તરફ વધે છે. ક્લસ્ટર સંકળાયેલ સપાટી ઊર્જા ઘટાડાને કારણે આઇકોસાહેડ્રલ માળખું ધારણ કરે છે. અલગ સોનાના સમૂહો સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત, પરમાણુ સમૂહો જાણીતા છે, જેમાં નિશ્ચિતપણે તેમના બાહ્ય ભાગો પર કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ હોય છે. બે ઉદાહરણો છે અને. ઉત્પ્રેરક કાર્યક્રમો માટે નગ્ન સોનાના સમૂહો પેદા કરવા માટે, લિગાન્ડ્સને દૂર કરવા આવશ્યક છે, જે સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-તાપમાન (અથવા વધુ) કેલ્સિનેશન પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે, પરંતુ નીચા તાપમાને (નીચે) રાસાયણિક રીતે પણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, દા. ત. પેરોક્સાઇડ-સહાયિત માર્ગનો ઉપયોગ કરવો. કોલોઇડલ ક્લસ્ટર્સ ગોલ્ડ ક્લસ્ટર્સ કોલોઇડ સ્વરૂપમાં મેળવી શકાય છે. આવા કોલોઇડ્સ ઘણીવાર એલ્કેનેથિઓલ્સ અથવા પ્રોટીનની સપાટીના આવરણ સાથે થાય છે. આવા સમૂહોનો ઉપયોગ ઇમ્યુનોહિસ્ટોકેમિકલ સ્ટેનિંગમાં થઈ શકે છે. ગોલ્ડ મેટલ નેનોપાર્ટિકલ્સ (એન. પી.) દૃશ્યમાન પ્રદેશમાં તીવ્ર શોષણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે સંપૂર્ણપણે ઓપ્ટિકલ ઉપકરણોના વિકાસ માટે આ પ્રજાતિઓની ઉપયોગિતામાં વધારો કરે છે. આ સપાટીના પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ (એસ. પી. આર.) બેન્ડની તરંગલંબાઇ નેનોપાર્ટિકલ્સના કદ અને આકાર તેમજ આસપાસના માધ્યમ સાથેની તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે. આ બેન્ડની હાજરી ડેટા સ્ટોરેજ, અલ્ટ્રાફાસ્ટ સ્વિચિંગ અને ગેસ સેન્સર માટેના ઉપકરણો માટે બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ તરીકે ગોલ્ડ નેનોપાર્ટિકલની ઉપયોગિતામાં વધારો કરે છે. જ્યારે પ્લાઝમોનિક સોનાના નેનોપાર્ટિકલ્સ માત્ર વિદ્યુત ક્ષણો પ્રદર્શિત કરે છે, ત્યારે આવા કણોના સમૂહ ચુંબકીય ક્ષણો પ્રદર્શિત કરી શકે છે, જે તેમને ઓપ્ટિકલ મેટામેટ્રિયલ્સ કેટાલિસિસમાં ઉપયોગ માટે ખૂબ જ રસ બનાવે છે જ્યારે સપાટી પર રોપવામાં આવે છે, ત્યારે સોનાના સમૂહ આસપાસના તાપમાને ઓક્સિડેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. તેવી જ રીતે સોનાના ક્લસ્ટરો 40K જેટલા નીચા તાપમાને ઓક્સિડાઇઝ થઈ શકે છે. ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ સોનાના નેનોક્લસ્ટર્સની રચના સાથે સંકળાયેલી છે. સોનાના નેનોક્લસ્ટર્સના કદ અને માળખા સાથે ઊર્જાસભર અને ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો વચ્ચે મજબૂત સંબંધ. થિયોલેટ-સંરક્ષિત સોનાનું ક્લસ્ટર બિસ્મથ ક્લસ્ટર સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ ક્લસ્ટર રસાયણશાસ્ત્ર સોનાના સંયોજનો