氯化金
三氯化金，又稱氯化金，是最常見的無機金化合物，化學式是AuCl3。其中金元素的化合價為+3，這是它眾多化合物中最為穩定的價態。
| 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 |
 0
1
0
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| 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。 | |
結構
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。
化學性質
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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 → AuCl + Cl2 (>160℃)
- 3AuCl → AuCl3 + 2Au (>420℃)
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）：
- 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]。
製備
最常用的製備氯化金的方法，是直接在高溫中氯化該金屬：
- 2Au + 3Cl2 → 2AuCl3
- Au + HNO3 + 4HCl → H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
- H[AuCl4] ⇌ AuCl3 + HCl
第二步反應為可逆反應。
用途
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：
- AuCl3 + 4KCN → KAu(CN)4 + 3KCl
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]。
注意事項
參考資料
- ^ 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