三氯化金

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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
PubChem 26030
SMILES
InChI
性质
化学式 AuCl3
(实际上為双聚体Au2Cl6
摩尔质量 303.325 (無水) g·mol⁻¹
外观 紅色晶体
密度 3.9 g/cm3(固體)
熔点 254℃(527 K)(分解)
溶解性 68 g/100 ml(冷)
溶解性乙醇乙醚 可溶
结构
晶体结构 單斜晶系
危险性
主要危害 刺激性
NFPA 704
NFPA 704.svg
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
氯化銀
二氯化鉑
氯化汞
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

三氯化金,俗稱氯化金,是最常见的無機化合物,化學式是AuCl3。名称中的羅馬數字表明化合价為+3,這是它眾多化合物中最為穩定的价态。金亦會形成另一種氯化物——氯化亚金(AuCl),它没有AuCl3穩定。另外,把金溶於王水便會產生氯金酸有時也會非正式地稱為:「氯化金」、「三氯合金酸」或是「三水合氯化金(III)」[來源請求]

氯化金(III)吸濕性很强,极易溶於乙醇。溫度高於160 °C或光照時會分解,並產生多種有大量配体配合物

結構[编辑]

AuCl3 structure.svg

固態和气态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]AlCl3FeCl3也屬於這個結構。AuCl3中的化学键主要是共价的,反映了它的高化合价和相對高的电负性

化學性质[编辑]

無水AuCl3在160℃左右分解為AuCl。但后者更高溫時會发生歧化反应,生成金屬及AuCl3

AuCl3 → AuCl + Cl2 (>160℃)
3AuCl → AuCl3 + 2Au (>420℃)

AuCl3是一种路易斯酸,可生成多種加合物,例如:與盐酸反應生成氯金酸(HAuCl4):

HCl(aq) + AuCl3(aq) → H+ + AuCl4(aq)

三氯化金的水溶液極易與其它金屬反應置換出金屬,包括等活性大的金屬,原因是金的活性序排在很後面(比還後面),因此只要排在它前面都能與它置換,例如反應式為:

2AuCl3 + 3Mg → 3MgCl2 + 2Au

AuCl3 + Al → AlCl3 + Au

2AuCl3 + 3Cu → 3CuCl2 + 2Au

一些氯化物,例如氯化鉀也會与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,此沉淀溶於過量的氫氧化鈉中生成金酸鈉NaAuO2。Au(OH)3受热时,會分解成氧化金(Au2O3),再进一步分解成金屬金。[2][3][4][5][6][7]

製備[编辑]

最常用的製備氯化金(III)的方法,是直接在高溫中氯化该金屬:

2Au + 3Cl2 → 2AuCl3

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點。例如:溶于水的氰化物配合物——KAu(CN)4

AuCl3 + 4KCN → KAu(CN)4 + 3KCl

(III),特別是NaAuCl4(由AuCl3NaCl反应製得),可取代有毒的(II)鹽作為炔烴反應的催化劑。例如,通过終端炔烴的水合作用来制备甲基酮:[8]

AuCl3 alkyne hydration zh.gif

一般在這些条件下,酮的產量可達90%。还有一個用途是在炔烴的胺化反应中作為催化劑。

近年,AuCl3開始引起有機化學家的青睐,因为它可作為其他化學反應的弱酸性催化劑,例如:芳香烴的烷基化反应,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业中也會用到此化學反應。例如:2-甲基呋喃(斯而烷)可在第5位置与甲基乙烯基酮顺利发生烷基化反应:

AuCl3 furan alkylation.gif

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极易发生聚合反应等的副反应。有時当炔烴存在时,会生成苯酚:[9]

AuCl3 phenol synthesis.gif

此反應中,碳原子经历了一系列複雜的重排,产生新的芳香環。[10]

注意事项[编辑]

處理三氯化金時應戴上手套護目鏡,避免直接接觸物料。

參考資料[编辑]

  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