氯化金

三氯化金，又称氯化金，是最常见的无机金化合物，化学式是AuCl₃。其中金元素的化合价为+3，这是它众多化合物中最为稳定的价态。

三氯化金
IUPAC名 Gold(III) chloride 氯化金 (III)
英文名	Gold (III) chloride
别名	氯化金 三氯化金
识别
CAS号	13453-07-1  Y
PubChem	26030
ChemSpider	24244
SMILES	[Cl-]1.[Cl-]2.[Cl-]([Au+3]1)2
InChI	1/Au.3ClH/h;3*1H/q+3;;;/p-3
InChIKey	RJHLTVSLYWWTEF-DFZHHIFOAC
ChEBI	30076
RTECS	MD5420000
性质
化学式	AuCl3 （实际上为双聚体Au2Cl6）
摩尔质量	303.325 （无水） g·mol⁻¹
外观	红色晶体
密度	3.9 g/cm3（固体）
熔点	254℃（527 K）（分解）
溶解性（水）	68 g/100 ml（冷）
溶解性（乙醇、乙醚）	可溶
结构
晶体结构	单斜晶系
危险性
主要危害	刺激性
NFPA 704	0 1 0
相关物质
其他阴离子	三氟化金 三溴化金
其他阳离子	一氯化金 氯化银 二氯化铂 氯化汞
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氯化金吸湿性很强，极易溶于水及乙醇。温度高于160 °C或光照时会分解，并产生多种有大量配体的配合物。

结构

固态和气态的三氯化金都是二聚物；金的溴化物——AuBr₃也是如此。两个Au分别位于两个正方平面的中心。此结构称为平面型结构^[1] ，AlCl₃及FeCl₃也属于这个结构。AuCl₃中的化学键主要是共价的，反映了它的高化合价和相对高的电负性。

化学性质

氯化金溶液

无水AuCl₃在160℃左右分解为AuCl。但后者更高温时会发生歧化反应，生成金属金及AuCl₃。

AuCl₃ → AuCl + Cl₂ (>160℃)

3AuCl → AuCl₃ + 2Au (>420℃)

AuCl₃是一种路易斯酸，可生成多种加合物，例如：与盐酸反应生成氯金酸（HAuCl₄）：

HCl_(aq) + AuCl_3(aq) → H⁺ + AuCl_4(aq)⁻

三氯化金的水溶液极易与其它金属反应置换出金属金，包括钾、钠等活性大的金属，原因是金的活性序排在很后面（比氢还后面），因此只要排在它前面都能与它置换，例如镁、铝、铜反应式为：

2AuCl₃ + 3Mg → 3MgCl₂ + 2Au

AuCl₃ + Al → AlCl₃ + Au

2AuCl₃ + 3Cu → 3CuCl₂ + 2Au

一些氯化物，例如氯化钾也会与AuCl₃反应，生成AuCl₄⁻。

AuCl₃溶液与碱（例如氢氧化钠）反应，生成不纯的Au(OH)₃沉淀，此沉淀溶于过量的氢氧化钠中生成金酸钠NaAuO₂。Au(OH)₃受热时，会分解成氧化金（Au₂O₃），再进一步分解成金属金^{[2][3][4][5][6][7]}。

制备

最常用的制备氯化金的方法，是直接在高温中氯化该金属：

2Au + 3Cl₂ → 2AuCl₃

把金溶于王水会产生氯金酸，加热分解便会生成氯化金：

Au + HNO₃ + 4HCl → H[AuCl₄] + NO↑ + 2H₂O

H[AuCl₄] ⇌ AuCl₃ + HCl

第二步反应为可逆反应。

用途

三氯化金是最常见的金化合物之一，因此常用作合成许多其他金化合物的起始点。例如：溶于水的氰化物配合物——KAu(CN)₄：

AuCl₃ + 4KCN → KAu(CN)₄ + 3KCl

金(III)盐，特别是NaAuCl₄（由AuCl₃与NaCl反应制得），可取代有毒的汞(II)盐作为炔烃反应的催化剂。例如，通过终端炔烃的水合作用来制备甲基酮^[8]：

一般在这些条件下，酮的产量可达90%。还有一个用途是在炔烃的胺化反应中作为催化剂。

近年，AuCl₃开始引起有机化学家的青睐，因为它可作为其他化学反应的弱酸性催化剂，例如：芳香烃的烷基化反应，以及把呋喃转换成苯酚（见下）。在有机物的合成以及在制药工业中也会用到此化学反应。例如：2-甲基呋喃（斯而烷）可在第5位置与甲基乙烯基酮顺利发生烷基化反应：

常温下，用甲基腈中1 mole%的AuCl₃只需进行40分钟的反应便可产生91%的产物。这个产量值得注意，因为呋喃和酮通常在酸性环境下极易发生聚合反应等的副反应。有时当炔烃存在时，会生成苯酚^[9]：

此反应中，碳原子经历了一系列复杂的重排，产生新的芳香环^[10]。

注意事项

处理三氯化金时应戴上手套及护目镜，避免直接接触物料。

参考资料

1. Egon Wiberg; Nils Wiberg; A. F. Holleman. Inorganic Chemistry 101. Academic Press. 2001: 1286–1287. ISBN 0123526515.
2. Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4.
3. Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990
4. The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960
5. H. Nechamkin, The Chemistry of the Elements), McGraw-Hill, New York, 1968
6. A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry , 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984
7. G. Dyker, An Eldorado for Homogeneous Catalysis? , in Organic Synthesis Highlights V, H.-G. Schmaltz, T. Wirth (eds.), pp 48-55, Wiley-VCH, Weinheim, 2003
8. Y. Fukuda, K. Utimoto, J. Org. Chem. 56, 3729-3731 (1991)
9. A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, J. Am. Chem. Soc. 122, 11553-11554 (2000)
10. Hashmi, A. S. K.; Rudolph, M.; Weyrauch, J. P.; Wölfle, M.; Frey, W.; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2798-2801