✨Vàng(III) chloride
Vàng(III) chloride là một hợp chất vô cơ của vàng và chlor, công thức phân tử là ****. Số La Mã "III" trong danh pháp xuất phát từ trạng thái oxy hóa +3 của vàng. Đây là trạng thái điển hình cho nhiều hợp chất của vàng. Vàng(III) chloride có hai dạng, dạng monohydrat () và dạng khan, cả hai đều là chất rắn có khả năng hút ẩm và nhạy cảm với ánh sáng. là dạng dimer của . Hợp chất này có một số công dụng như là tác nhân oxy hóa và xúc tác cho các phản ứng hữu cơ khác nhau.
Cấu trúc phân tử
tồn tại dưới dạng dimer là ở dạng rắn và hơi, phân tử có phối tử chloride làm cầu nối. Vàng(III) bromide cũng có tính chất tương tự, phân tử tồn tại dưới dạng dimer .
Mỗi trung tâm nguyên tử vàng tạo với 4 nguyên tử chlor theo hình vuông phẳng, điển hình cho phức kim loại có số electron phân lớp d là 8 (d8). Liên kết trong được coi là liên kết cộng hóa trị.
Điều chế
Năm 1951, vàng(III) chloride được điều chế bằng phản ứng của bột kim loại vàng với iod monochloride:
| Một phương pháp điều chế khác là dùng acid chloroauric, điều chế chất này bằng cách hòa tan bột vàng trong nước vương thủy để tạo ra acid chloroauric: |
|---|
| Nung acid chloroauric trong khí trơ ở nhiệt độ khoảng 100 °C thu được : |
| : |
Phản ứng hóa học
phải|nhỏ|220x220px| Dung dịch vàng(III) chloride đặc
Phản ứng phân hủy
dạng khan bắt đầu phân hủy thành (vàng(I) chloride) tại nhiệt độ khoảng . Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao hơn, phản ứng tự oxy hóa khử xảy ra, sản phẩm thu được gồm kim loại vàng và :
Vàng(III) chloride ổn định hơn trong khí quyển chlor và có thể thăng hoa ở nhiệt độ khoảng 200 °C mà không xảy ra phản ứng phân hủy. Trong môi trường chlor, bị phân hủy ở 254 °C thu được , và bị phân hủy ở 282 °C thành vàng nguyên tố.
Các phản ứng khác
| là acid Lewis và dễ dàng tạo phức. Ví dụ, phản ứng với acid hydrochloric để tạo thành acid chloroauric (): |
|---|
| Acid chloroauric là sản phẩm được hình thành khi hòa tan vàng trong nước vương thủy. |
| Vàng(III) chloride được coi là "điểm khởi đầu" để tổng hợp của nhiều hợp chất vàng khác. Ví dụ, phản ứng với kali cyanide tạo ra phức chất tan trong nước, : |
|---|
| Tổng hợp vàng(III) fluoride từ bằng cách cho phản ứng với brom trifluoride (). |
| : |
| Vàng(III) chloride phản ứng với carbon monoxide theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, phản ứng của khan và carbon monoxide trong tạo ra vàng(I,III) chloride. là chất trung gian: |
| : |
| Nếu carbon monoxide dư thừa, sản phẩm phản ứng sẽ là . |
Tuy nhiên, trong môi trường tetrachloroethylen, ở 120 °C, vàng(III) chloride đầu tiên bị khử thành vàng(I) chloride, chất này tiếp tục phản ứng để tạo thành . là chất xúc tác cho quá trình sản xuất phosgene.
Vàng(III) chloride tạo một số hợp chất với amonia, như là chất rắn màu vàng, D = 3,97 g/cm³, hay là chất rắn không màu.
Ứng dụng
Mặc dù vàng(III) chloride không có công dụng thương mại nhưng chất này có nhiều công dụng trong phòng thí nghiệm. mặc dù không có biến đổi hóa học của hợp chất này được thương mại hóa. Muối vàng(III), đặc biệt là , là chất xúc tác thay thế cho muối thủy ngân(II) cho các phản ứng liên quan đến alkyn. Ví dụ dưới dây là phản ứng hydrat hóa của các alkyn có liên kết ba ở vị trí đầu mạch, tạo ra các hợp chất acetyl. :300x300px Vàng xúc tác quá trình alkyl hóa một số vòng thơm và biến đổi furan thành phenol. Một số alkyn tham gia phản ứng amin hóa dưới xúc tác vàng(III). Ví dụ, hỗn hợp acetonitrile và vàng(III) chloride xúc tác quá trình alkyl hóa 2-methylfuran bằng methyl vinyl ketone ở vị trí C5: :450x450px Hiệu quả phản ứng của hợp chất cơ-vàng (một loại hợp chất cơ kim) rất đáng chú ý vì cả furan và ketone đều nhạy cảm với các phản ứng phụ như phản ứng trùng hợp trong điều kiện acid. Trong một số trường hợp alkyn có thể tạo sản phẩm phụ là phenol (Ts là chữ viết tắt của tosyl):
Một ví dụ khác về phản ứng xúc tác là phản ứng hydroaryl hóa, về cơ bản là phản ứng Friedel-Crafts sử dụng phức kim loại-alkyn. Ví dụ, phản ứng của mesitylen với phenylacetylen: :500x500px Vàng(III) chloride được sử dụng để oxy hóa trực tiếp các amin bậc một thành ketone, chẳng hạn như oxy hóa cyclohexylamin thành cyclohexanon:
Hạt nano vàng
Vàng(III) chloride được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hạt nano vàng (colloidal gold), được nghiên cứu rộng rãi về các đặc tính và ứng dụng phụ thuộc vào kích thước độc đáo của chúng trong các lĩnh vực như điện tử, quang học và y sinh. Điều chế hạt nano vàng bằng cách khử vàng(III) chloride bằng chất khử như natri tetrafluoroborat, sau đó là ổn định bằng chất phủ.
Nhiếp ảnh
Vàng(III) chloride từng được sử dụng trong ngành công nghiệp nhiếp ảnh như một chất cảm xạ (sensitizer) trong sản xuất phim ảnh. Tuy nhiên, công dụng của hợp chất trong lĩnh vực này đã bị hạn chế dần khi nhiếp ảnh kỹ thuật số xuất hiện.
Tồn tại trong tự nhiên
Hợp chất này không tồn tại trong môi trường tự nhiên, tuy nhiên, một hợp chất tương tự có công thức được biết đến như một sản phẩm của quá trình oxy hóa vàng tự nhiên.