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 | |
|---|---|
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| 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 
|
| PubChem | 26030 |
| ChemSpider | 24244 |
| SMILES |
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| InChI |
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| 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
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| 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。 | |
结构
编辑
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
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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) + AuCl3(aq) → H+ + AuCl4(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
编辑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
- Au + HNO3 + 4HCl → H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
- H[AuCl4] ⇌ AuCl3 + HCl
第二步反应为可逆反应。
用途
编辑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
编辑参考资料
编辑- ^ Egon Wiberg; Nils Wiberg; A. F. Holleman. Inorganic Chemistry 101. Academic Press. 2001: 1286–1287. ISBN 0123526515.
- ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990
- ^ The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960
- ^ H. Nechamkin, The Chemistry of the Elements), McGraw-Hill, New York, 1968
- ^ A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry , 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984
- ^ 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
- ^ Y. Fukuda, K. Utimoto, J. Org. Chem. 56, 3729-3731 (1991)
- ^ A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, J. Am. Chem. Soc. 122, 11553-11554 (2000)
- ^ Hashmi, A. S. K.; Rudolph, M.; Weyrauch, J. P.; Wölfle, M.; Frey, W.; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2798-2801