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氯化金：修订间差异

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'''三氯化金'''，俗稱'''氯化金'''，是最常见的[[無機化合物|無機]][[金]]化合物，化學式是[[金|Au]][[氯|Cl]]<sub>3</sub>。名称中的羅馬數字表明[[金]]的[[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AuCl<sub>3</sub>穩定。另外，把金溶於[[王水]]便會產生[[氯金酸]]，{{Fact|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)」|time=2012-04-29T13:26:41+00:00}}。
'''三氯化金'''，又稱'''氯化金'''，是最常见的[[無機化合物|無機]][[金]]化合物，化學式是[[金|Au]][[氯|Cl]]<sub>3</sub>。其中金元素的[[化合价]]為+3，這是它眾多化合物中最為穩定的价态。


氯化金(III)吸濕性很强，极易溶於[[水分子|水]]及[[乙醇]]。溫度高於160&nbsp;°C或光照時會分解，並產生多種有大量[[配体]]的[[配合物]]。
氯化金吸濕性很强，极易溶於[[水分子|水]]及[[乙醇]]。溫度高於160&nbsp;°C或光照時會分解，並產生多種有大量[[配体]]的[[配合物]]。


== 結構 ==
== 結構 ==
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== 化學性质 ==
== 化學性质 ==
[[File:Gold(III) chloride solution.jpg|thumb|氯化金溶液]]
無水AuCl<sub>3</sub>在160℃左右分解為[[一氯化金|AuCl]]。但后者更高溫時會发生[[歧化反应]]，生成[[金屬]][[金]]及AuCl<sub>3</sub>。
無水AuCl<sub>3</sub>在160℃左右分解為[[一氯化金|AuCl]]。但后者更高溫時會发生[[歧化反应]]，生成[[金屬]][[金]]及AuCl<sub>3</sub>。


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一些氯化物，例如[[氯化鉀]]也會与AuCl<sub>3</sub>反應，生成AuCl<sub>4</sub><sup>−</sup>。
一些氯化物，例如[[氯化鉀]]也會与AuCl<sub>3</sub>反應，生成AuCl<sub>4</sub><sup>−</sup>。


AuCl<sub>3</sub>溶液與鹼（例如[[氫氧化鈉]]）反應，生成不純的[[氢氧化金|Au(OH)<sub>3</sub>]][[沉澱]]，此沉淀溶於過量的氫氧化鈉中生成[[金酸鈉]]NaAuO<sub>2</sub>。Au(OH)<sub>3</sub>受热时，會分解成[[氧化金]]（Au<sub>2</sub>O<sub>3</sub>），再进一步分解成金屬金。<ref>{{Greenwood&Earnshaw}}</ref><ref>''Handbook of Chemistry and Physics'', 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990</ref><ref>''The Merck Index'', 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960</ref><ref>H. Nechamkin, ''The Chemistry of the Elements)'', McGraw-Hill, New York, 1968</ref><ref>A. F. Wells, ''Structural Inorganic Chemistry '', 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984</ref><ref>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</ref>
AuCl<sub>3</sub>溶液與鹼（例如[[氫氧化鈉]]）反應，生成不純的[[氢氧化金|Au(OH)<sub>3</sub>]][[沉澱]]，此沉淀溶於過量的氫氧化鈉中生成[[金酸鈉]]NaAuO<sub>2</sub>。Au(OH)<sub>3</sub>受热时，會分解成[[氧化金]]（Au<sub>2</sub>O<sub>3</sub>），再进一步分解成金屬金<ref>{{Greenwood&Earnshaw}}</ref><ref>''Handbook of Chemistry and Physics'', 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990</ref><ref>''The Merck Index'', 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960</ref><ref>H. Nechamkin, ''The Chemistry of the Elements)'', McGraw-Hill, New York, 1968</ref><ref>A. F. Wells, ''Structural Inorganic Chemistry '', 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984</ref><ref>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</ref>。


== 製備 ==
== 製備 ==
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：
最常用的製備氯化金的方法，是直接在高溫中[[氯化]]该金屬：
:2Au + 3Cl<sub>2</sub> → 2AuCl<sub>3</sub>
:2Au + 3Cl<sub>2</sub> → 2AuCl<sub>3</sub>
把金溶於[[王水]]會產生[[氯金酸]]，加熱分解便會生成氯化金：
:Au + HNO<sub>3</sub> + 4HCl → H[AuCl<sub>4</sub>] + NO↑ + 2H<sub>2</sub>O
:H[AuCl<sub>4</sub>] {{eqm}} AuCl<sub>3</sub> + HCl
第二步反應為[[可逆反應]]。


== 用途 ==
== 用途 ==
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:AuCl<sub>3</sub> + 4KCN → KAu(CN)<sub>4</sub> + 3KCl
:AuCl<sub>3</sub> + 4KCN → KAu(CN)<sub>4</sub> + 3KCl


[[金]](III)[[鹽]]，特別是NaAuCl<sub>4</sub>（由AuCl<sub>3</sub>与[[氯化鈉|NaCl]]反应製得），可取代有毒的[[汞]](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：<ref>Y. Fukuda, K. Utimoto, ''[[J. Org. Chem.]]'' '''56''', 3729-3731 (1991)</ref>
[[金]](III)[[盐 (化学)|鹽]]，特別是NaAuCl<sub>4</sub>（由AuCl<sub>3</sub>与[[氯化鈉|NaCl]]反应製得），可取代有毒的[[汞]](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<ref>Y. Fukuda, K. Utimoto, ''[[J. Org. Chem.]]'' '''56''', 3729-3731 (1991)</ref>：


[[File:AuCl3 alkyne hydration zh.gif|300px]]
[[File:AuCl3 alkyne hydration zh.gif|300px]]
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[[File:Alkylation reaction of 2-methylfuran with methyl vinyl ketone.svg|450px]]
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常溫下，用甲基腈中1 mole%的AuCl<sub>3</sub>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：<ref>A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'' '''122''', 11553-11554 (2000)</ref>
常溫下，用甲基腈中1 mole%的AuCl<sub>3</sub>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<ref>A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'' '''122''', 11553-11554 (2000)</ref>：


[[File:AuCl3 phenol synthesis.svg|420px]]
[[File:AuCl3 phenol synthesis.svg|420px]]


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。<ref>Hashmi, A. S. K.; Rudolph, M.; Weyrauch, J. P.; Wölfle, M.; Frey, W.; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2798-2801</ref>
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<ref>Hashmi, A. S. K.; Rudolph, M.; Weyrauch, J. P.; Wölfle, M.; Frey, W.; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2798-2801</ref>。


== 注意事项 ==
== 注意事项 ==

2024年11月27日 (三) 21:28的最新版本

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  checkY
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（水） 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
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，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

三氯化金，又稱氯化金，是最常见的無機金化合物，化學式是AuCl3。其中金元素的化合价為+3，這是它眾多化合物中最為穩定的价态。

氯化金吸濕性很强，极易溶於水及乙醇。溫度高於160 °C或光照時會分解，並產生多種有大量配体的配合物。

結構

[编辑]

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] ，AlCl3及FeCl3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]
氯化金溶液

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，生成金屬金及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的方法，是直接在高溫中氯化该金屬：

2Au + 3Cl2 → 2AuCl3

把金溶於王水會產生氯金酸，加熱分解便會生成氯化金：

Au + HNO3 + 4HCl → H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
H[AuCl4] ⇌ AuCl3 + HCl

第二步反應為可逆反應。

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

金(III)鹽，特別是NaAuCl4（由AuCl3与NaCl反应製得），可取代有毒的汞(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]：

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：

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]：

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及護目鏡，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


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