CCNP schrieb am 11.12.2023 15:17:
klaudie schrieb am 10.12.2023 22:57:
Nanopartikel reagieren chemisch anders als ihre makroskopischen Geschwister aus gleichen Materialien.
Ernsthafte Frage, ist das so? Das Nanopartikel zu Zellschäden führen könnten, leuchtet sofort ein, die Zellwand ist keine Barriere mehr. Aber warum sollten sie chemisch anders reagieren? Gold hat 79 Protonen 79 Elektronen, 11 auf der Außenschale, auch als Nanopartikel. Die Reaktionsgeschwindigkeit könnte höher sein, wegen der größeren Oberfläche, aber eine Goldstaubexplosion würde ich nicht befürchten. (Kinder macht das nicht mit Kohlenstaub oder Muttis Mehltüte.)
Zum einen gibt es irgendwann nur noch Oberflächenatome, Eisen reigiert da schon mal wie ein Sprengstoff (Prinzip Aerosol oder Vakuumbombe). Nahezu alle Atome liegen nicht mehr auf einer Oberfläche sondern an einer Kante.
Zum anderen ist die Atomanzahl endlich. Es gibt dann irgendwann einen Übergang zwischen der Metallbindung die zunächst mit abbehmender Atomanzahl im Nanopartikel deutlich schwächer wird. Zu erkennen an der abnehmenden, leicht alternierenden; (zw. gradzahliger/ ungradzahliger Atomanzahl) Austrittsarbeit. Bei Silber nimmt sie von 4,3 eV im Festkörper auf 2,1..2,3 eV im Nanopartikel ab. Ab ca. 4- 5 Atomen gibt es einen abrupten Übergang zu kovalenten Clustern mit Ionisierungsenergien oberhalb von 5 eV.
Zudem ist die Kristallstruktur eine andere. Bei Clustern gibt es eine stabile, energetisch bevorzugte 5zählige Geometrie der Nanokristalle. Wachsen diese führt das zu Kristalldefekten mit diversen fünfzähligen Zwillingsebenen. (vgl. H.Hofmeister "Multiple twinned Particles")
Dennoch hast Du recht, es bleibt chemisch Gold mit den bekannten Valenzen, sofern nicht tieferliegende Niveaus an den chemischen Bindungen beteiligt werden. ( Silber: 4d^10-Wechselwirkungen)