氯化金
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三氯化金,俗稱氯化金,是最常見的無機金化合物,化學式是AuCl3。名稱中的羅馬數字表明金的化合價為+3,這是它眾多化合物中最為穩定的價態。金亦會形成另一種氯化物——氯化亞金(AuCl),它沒有AuCl3穩定。另外,把金溶於王水便會產生氯金酸。
三氯化金 | |
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IUPAC名 Gold(III) chloride 氯化金 (III) | |
英文名 | Gold (III) chloride |
別名 | 氯化金 三氯化金 |
識別 | |
CAS號 | 13453-07-1 ![]() |
PubChem | 26030 |
ChemSpider | 24244 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | RJHLTVSLYWWTEF-DFZHHIFOAC |
ChEBI | 30076 |
RTECS | MD5420000 |
性質 | |
化學式 | AuCl3 (實際上為雙聚體Au2Cl6) |
摩爾質量 | 303.325 (無水) g·mol⁻¹ |
外觀 | 紅色晶體 |
密度 | 3.9 g/cm3(固體) |
熔點 | 254℃(527 K)(分解) |
溶解性(水) | 68 g/100 ml(冷) |
溶解性(乙醇、乙醚) | 可溶 |
結構 | |
晶體結構 | 單斜晶系 |
危險性 | |
主要危害 | 刺激性 |
NFPA 704 | |
相關物質 | |
其他陰離子 | 三氟化金 三溴化金 |
其他陽離子 | 一氯化金 氯化銀 二氯化鉑 氯化汞 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
固態和氣態的三氯化金都是二聚物;金的溴化物——AuBr3也是如此。兩個Au分別位於兩個正方平面的中心。此結構稱為平面型結構[1] ,AlCl3及FeCl3也屬於這個結構。AuCl3中的化學鍵主要是共價的,反映了它的高化合價和相對高的電負性。
無水AuCl3在160℃左右分解為AuCl。但後者更高溫時會發生歧化反應,生成金屬金及AuCl3。
AuCl3是一種路易斯酸,可生成多種加合物,例如:與鹽酸反應生成氯金酸(HAuCl4):
三氯化金的水溶液極易與其它金屬反應置換出金屬金,包括鉀、鈉等活性大的金屬,原因是金的活性序排在很後面(比氫還後面),因此只要排在它前面都能與它置換,例如鎂、鋁、銅反應式為:
2AuCl3 + 3Mg → 3MgCl2 + 2Au
AuCl3 + Al → AlCl3 + Au
2AuCl3 + 3Cu → 3CuCl2 + 2Au
一些氯化物,例如氯化鉀也會與AuCl3反應,生成AuCl4−。
AuCl3溶液與鹼(例如氫氧化鈉)反應,生成不純的Au(OH)3沉澱,此沉澱溶於過量的氫氧化鈉中生成金酸鈉NaAuO2。Au(OH)3受熱時,會分解成氧化金(Au2O3),再進一步分解成金屬金[2][3][4][5][6][7]。
最常用的製備氯化金(III)的方法,是直接在高溫中氯化該金屬:
三氯化金是最常見的金化合物之一,因此常用作合成許多其他金化合物的起始點。例如:溶於水的氰化物配合物——KAu(CN)4:
金(III)鹽,特別是NaAuCl4(由AuCl3與NaCl反應製得),可取代有毒的汞(II)鹽作為炔烴反應的催化劑。例如,通過終端炔烴的水合作用來製備甲基酮[8]:
一般在這些條件下,酮的產量可達90%。還有一個用途是在炔烴的胺化反應中作為催化劑。
近年,AuCl3開始引起有機化學家的青睞,因為它可作為其他化學反應的弱酸性催化劑,例如:芳香烴的烷基化反應,以及把呋喃轉換成苯酚(見下)。在有機物的合成以及在制藥工業中也會用到此化學反應。例如:2-甲基呋喃(斯而烷)可在第5位置與甲基乙烯基酮順利發生烷基化反應:
常溫下,用甲基腈中1 mole%的AuCl3只需進行40分鐘的反應便可產生91%的產物。這個產量值得注意,因為呋喃和酮通常在酸性環境下極易發生聚合反應等的副反應。有時當炔烴存在時,會生成苯酚[9]:
此反應中,碳原子經歷了一系列複雜的重排,產生新的芳香環[10]。
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