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氯化金
化合物 来自维基百科,自由的百科全书
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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。
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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

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]。
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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]。
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參考資料
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