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三溴化金

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三溴化金
IUPAC名
Gold(III) bromide
三溴化金
別名 溴化金
三溴化金
識別
CAS號 10294-28-7  ✓
11092-53-8
PubChem 82525
ChemSpider 9548892
SMILES
InChI
InChIKey OVWPJGBVJCTEBJ-DFZHHIFOAK
ChEBI 30079
性質
化學式 AuBr3
摩爾質量 436.69 g/mol g·mol⁻¹
外觀 dark red to black crystalline
熔點 97.5 °C
危險性
NFPA 704
0
3
0
 
相關物質
其他陰離子 三氟化金
三氯化金
其他陽離子 一溴化金
溴化銀
二溴化鉑
溴化汞
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

三溴化金是一個深紅色至黑色的水晶固體[1][2][3]化學式名叫AuBr3,該物質主要存在於Au2Br6二聚物內。[2][3][4]別名又叫溴化金。與其它金的鹵化合物的相似之處是,該化合物是唯一的11族元素的穩定金屬化合物,且除了氧化物之外,第三個有兩種化合價的高化合物。[5]

歷史

關於金的該鹵化合物的學習和探索,最早要回溯至19世紀早期至19世紀中葉時期。當時有Thomsen、Schottländer和Krüss這三隊與化學有關係的初級探索者在廣泛的區域內進行鑑證。[6][7][8][9]

構造

三溴化金是有其他金的三價二聚化合物相似的構造性質(例如三氯化金)。在金元素分子的中心展示出平面四角形分子構造的綁定絕對90°的協調性。[3][4]

這個計算展示在假想三價金元素的單分子構造模型當中,在姜-泰勒效應的不同條件前提下,產生金的鹵化物構造。譬如,三溴化金無論在三氟化金還是在三氯化金保持着兩長一短的金的鹵化物分子綁定的情況下,仍然保持着一個長和兩個短的金和溴分子身份綁定。[4]此外,金的三價化合物(特別是金的三價氯化合物和三價氟化合物)的金元素原子的周圍,並不展示出它的相同協調性。雖然在後者的配合物中展現出呈T字形的構造,但前者的化合物隨着越來越多的Y字形和T字形的動態平衡構造存在而不能展示出T字形的構造性。雖然這種構造性的不同之處可以歸結於姜泰勒效應的結果,但尤其如此,與在π後金原子的配合基綁定減少相比,這個π後金原子與氯原子和氟原子的配合基綁定是能找到的。也就是被解釋為這個π後配合基綁定的減少,是比金的三價氯化合物和三價氟化合物更不穩定。[4]

化學性質

性質屬性 數值
氫鍵(負離子) 0
氫鍵(正離子) 0
幾何分子結構 0
分配係數[10] (ALogP) -7,3
溶解性[11] (logS, log(mol/L)) 5,2
極性表面積[12] (PSA, Å2) 163,7

製備

三溴化金在通常的合成製備方法如下: 在過量的混合,加熱至140°C的情況下進行化學反應:[1]

2 Au + 3 Br2 → Au2Br6

或者是 利用化學的複分解反應,用三氯化金氫溴酸化合,也能成功製備三溴化金:

Au2Cl6 + 6 HBr → 6 HCl + Au2Br6

這個反應是必須要拿更穩定的氫氯酸(鹽酸)與氫溴酸去比較。[13]

化學反應

中性單體的AuBr3,既在其它金的三價化合物種類呈現中性狀態,又不會在氣體場合下且配位數為3時,不會受到優待而孤立。[5][14]三價金展示出的方形平面佔了一個主導地位,相當於配位了一個推薦的第四平面位置。[3]

具體來說,在金的三價化合物溶液中,都有添加第四個配合基的趨勢。[5][14]就拿三氯化金來說,這是常見的三溴化金的水合物——AuBr3⋅H2O,中間的金原子展示出一個第四平面位置,即使這個無水化合物,也能展示出一個三平面的狀態。

另一種情況的是,如果在第四平面沒有任何附加的原子情況,金的三溴化合物會事先與鹵素橋接二聚化並複雜寡聚體化[5]

2 AuBr3 → Au2Br6

例如三氯化金,三溴化金是用酸形成更多種複雜的形態。[14]例如,與氫溴酸反應的情況下,這個平面會溶解且在大氣壓力的作用下,該金屬化合酸就會形成。[3]

HBr (aq) + AuBr3 (aq) → H+AuBr4 (aq)

這種平面常在潮濕的空氣情況下,很快被水解[1][3]

用途

化學催化劑

三溴化金是經常用於催化劑的用途,但其中一個最感興趣的用途是——它能在狄爾斯–阿爾德反應內用到。具體地說,這個化合催化劑的在enynal單位的作用情況下,與羰基化合成一個六邊形化合的循環物。[15]

另外的催化劑用途是,一溴化金與炔丙基鹵醇產生親核取代反應而製備。在此反應中,AuBr3是充當着炔丙基鹵醇的催化劑。[16]

氯胺酮檢測

三溴化金可以用於測試氯胺酮的試劑用途。[17]

準備一些啡黃色的0.25% AuBr3 0.1mol的NaOH溶液,滴兩滴在碟子上,然後添加少量的氯胺酮。混合起來後等待大概1分鐘,溶液將會變成深紫色。當他轉暗時等待大概兩分鐘,這些混合溶液將會呈現出黑紫色的顏色狀態。

對乙酰氨基酚抗壞血酸海洛英乳醣甘露醇嗎啡蔗醣或其他含有苯酚羥基氫氧基組合的化合物這些東西都會使三溴化金試劑從原本的啡黃色溶液變成紫色溶液。通常發現,沒有在氯胺酮結合的同時,就有同一顏色的變化。從最初變為紫色的原因是由於在金和氯胺酮這兩種組合物的類型的性質關係,而導致這種(從紫色至暗紫色)顏色變化的原因,目前尚未明確。但可能是由於氧化還原反應作用的關係,仍然能生產少量的膠狀金。[17]

毒性

該物質與其他金屬酸根離子結合的化合物一樣,如果長期接觸三溴化金的話,會出現特定性的過敏性皮炎和濕疹。而這些主要表現在手、前臂和臉中的常見丘疹現象。[18].

參考

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Macintyre, J. E. (ed.) Dictionary of Inorganic Compounds; Chapman & Hall: London, 1992; vol. 1, pp. 121
  2. ^ 2.0 2.1 Greenwood, N.N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements; Butterworth-Heineman: Oxford,1997; pp. 1183-1185
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Cotton, F.A.; Wilkinson, G.; Murillo, C.A.; Bochmann, M. Advanced Inorganic Chemistry; John Wiley & Sons: New York, 1999; pp. 1101-1102
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Schulz, A.; Hargittai, M. Chem. Eur. J. 2001, vol. 7, pp. 3657-3670
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 Schwerdtfeger, P. J. Am. Chem. Soc. 1989, vol. 111, pp. 7261-7262
  6. ^ Lengefield, F. American Chemical Journal 1901, vol. 26, pp. 324
  7. ^ Thomsen, J. J. prakt. Chem. 1876, vol. 13, pp. 337
  8. ^ Schottländer, Ann. Chem. (Liebig), vol. 217, pp. 312
  9. ^ Krüss, G. Ber. d. chem. Ges. 1887, vol. 20, pp. 2634
  10. ^ Arup K. Ghose, Vellarkad N. Viswanadhan, John J. Wendoloski. Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragmental Methods: An Analysis of ALOGP and CLOGP Methods. The Journal of Physical Chemistry A. 1998-05, 102 (21): 3762–3772 [2019-06-25]. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp980230o. (原始內容存檔於2019-07-08) (英語). 
  11. ^ I. V. Tetko, V. Y. Tanchuk, T. N. Kasheva, A. E. Villa. Estimation of aqueous solubility of chemical compounds using E-state indices. Journal of Chemical Information and Computer Sciences. 2001-11, 41 (6): 1488–1493 [2019-06-25]. ISSN 0095-2338. PMID 11749573. (原始內容存檔於2019-07-09). 
  12. ^ P. Ertl, B. Rohde, P. Selzer. Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment-based contributions and its application to the prediction of drug transport properties. Journal of Medicinal Chemistry. 2000-10-05, 43 (20): 3714–3717 [2019-06-25]. ISSN 0022-2623. PMID 11020286. (原始內容存檔於2019-04-10). 
  13. ^ Dell'Amico, D.B.; Calderazzo, F.; Morvillo, A.; Pelizzi, G; Robino, P. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1991, pp. 3009-3016
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 Schwerdtfeger, P.; Boyd, P.D.W.; Brienne, S.; Burrell, K. Inorg. Chem. 1992, vol. 31, pp. 3411-3422
  15. ^ Asao, N.; Aikawa, H.; Yamamoto, Y. J. Am. Chem. Soc. 2004, vol. 126, pp. 7458-7459
  16. ^ Georgy, M.; Boucard, V.; Campagne, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, vol. 127, pp. 14180-14181
  17. ^ 17.0 17.1 Sarwar, Mohammad. A New, Highly Specific Color Test for Ketamine. The Microgram. Drug Enforcement Administration. [2012-01-26]. (原始內容存檔於2010-10-17). 
  18. ^ Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности, Л., «Химия», 1977, т. III, с. 342

外部連結

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三溴化金
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