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三溴化金是一个深红色至黑色的水晶固体[1][2][3]化学式名叫AuBr3,该物质主要存在于Au2Br6二聚物内。[2][3][4]别名又叫溴化金。与其它金的卤化合物的相似之处是,该化合物是唯一的11族元素的稳定金属化合物,且除了氧化物之外,第三个有两种化合价的高化合物。[5]

三溴化金
IUPAC名
Gold(III) bromide
三溴化金
别名 溴化金
三溴化金
识别
CAS号 10294-28-7  ✓
11092-53-8
PubChem 82525
ChemSpider 9548892
SMILES
InChI
InChIKey OVWPJGBVJCTEBJ-DFZHHIFOAK
ChEBI 30079
性质
化学式 AuBr3
摩尔质量 436.69 g/mol g·mol⁻¹
外观 dark red to black crystalline
熔点 97.5 °C
危险性
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
0
 
相关物质
其他阴离子 三氟化金
三氯化金
其他阳离子 一溴化金
溴化銀
二溴化鉑
溴化汞
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

目录

历史编辑

关于金的该卤化合物的学习和探索,最早要回溯至19世纪早期至19世纪中叶时期。当时有Thomsen、Schottländer和Krüss这三队与化学有关系的初级探索者在广泛的区域内进行鉴证。[6][7][8][9]

构造编辑

三溴化金是有其他金的三价二聚化合物相似的构造性质(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构造的绑定绝对90°的协调性。[3][4]

这个计算展示在假想三价金元素的单分子构造模型当中,在姜-泰勒效应的不同条件前提下,产生金的卤化物构造。譬如,三溴化金无论在三氟化金还是在三氯化金保持着两长一短的金的卤化物分子绑定的情况下,仍然保持着一个长和两个短的金和溴分子身份绑定。[4]此外,金的三价化合物(特别是金的三价氯化合物和三价氟化合物)的金元素原子的周围,并不展示出它的相同协调性。虽然在后者的配合物中展现出呈T字形的构造,但前者的化合物随着越来越多的Y字形和T字形的动态平衡构造存在而不能展示出T字形的构造性。虽然这种构造性的不同之处可以归结于姜泰勒效应的结果,但尤其如此,与在π后金原子的配合基绑定减少相比,这个π后金原子与氯原子和氟原子的配合基绑定是能找到的。也就是被解释为这个π后配合基绑定的减少,是比金的三价氯化合物和三价氟化合物更不稳定。[4]

 

化学性质编辑

性质属性 数值
氢键(负离子) 0
氢键(正离子) 0
几何分子结构 0
分配系数[10] (ALogP) -7,3
溶解性[11] (logS, log(mol/L)) 5,2
极性表面积[12] (PSA, Å2) 163,7

制备编辑

三溴化金在通常的合成制备方法如下: 在过量的混合,加热至140°C的情况下进行化学反应:[1]

2 Au + 3 Br2 → Au2Br6

或者是 利用化学的複分解反应,用三氯化金氢溴酸化合,也能成功制备三溴化金:

Au2Cl6 + 6 HBr → 6 HCl + Au2Br6

这个反应是必须要拿更稳定的氢氯酸(盐酸)与氢溴酸去比较。[13]

化学反应编辑

中性单体的AuBr3,既在其它金的三价化合物种类呈现中性状态,又不会在气体场合下且配位数为3时,不会受到优待而孤立。[5][14]三价金展示出的方形平面占了一个主导地位,相当于配位了一个推荐的第四平面位置。[3]

具体来说,在金的三价化合物溶液中,都有添加第四个配合基的趋势。[5][14]就拿三氯化金来说,这是常见的三溴化金的水合物——AuBr3⋅H2O,中间的金原子展示出一个第四平面位置,即使这个无水化合物,也能展示出一个三平面的状态。

另一种情况的是,如果在第四平面没有任何附加的原子情况,金的三溴化合物会事先与卤素桥接二聚化并复杂寡聚体化[5]

2 AuBr3 → Au2Br6

例如三氯化金,三溴化金是用酸形成更多种复杂的形态。[14]例如,与氢溴酸反应的情况下,这个平面会溶解且在大气压力的作用下,该金属化合酸就会形成。[3]

HBr (aq) + AuBr3 (aq) → H+AuBr4 (aq)

这种平面常在潮湿的空气情况下,很快被水解[1][3]

用途编辑

化学催化剂编辑

三溴化金是经常用于催化剂的用途,但其中一个最感兴趣的用途是——它能在狄尔斯–阿尔德反应内用到。具体地说,这个化合催化剂的在enynal单位的作用情况下,与羰基化合成一个六边形化合的循环物。[15]

 

另外的催化剂用途是,一溴化金与炔丙基卤醇产生亲核取代反应而制备。在此反应中,AuBr3是充当着炔丙基卤醇的催化剂。[16]

 

氯胺酮检测编辑

三溴化金可以用于测试氯胺酮的试剂用途。[17]

准备一些啡黄色的0.25% AuBr3 0.1mol的NaOH溶液,滴两滴在碟子上,然后添加少量的氯胺酮。混合起来后等待大概1分钟,溶液将会变成深紫色。当他转暗时等待大概两分钟,这些混合溶液将会呈现出黑紫色的颜色状态。

对乙酰氨基酚抗坏血酸海洛英乳醣甘露醇吗啡蔗醣或其他含有苯酚羟基氢氧基组合的化合物这些东西都会使三溴化金试剂从原本的啡黄色溶液变成紫色溶液。通常发现,没有在氯胺酮结合的同时,就有同一颜色的变化。从最初变为紫色的原因是由于在金和氯胺酮这两种组合物的类型的性质关系,而导致这种(从紫色至暗紫色)颜色变化的原因,目前尚未明确。但可能是由于氧化还原反应作用的关系,仍然能生产少量的胶状金。[17]

毒性编辑

该物质与其他金属酸根离子结合的化合物一样,如果长期接触三溴化金的话,会出现特定性的过敏性皮炎湿疹。而这些主要表现在手、前臂和脸中的常见丘疹现象。[18].

参考编辑

  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 (英语). 
  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. 
  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. 
  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]. (原始内容存档于2010-10-17). 
  18. ^ Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности, Л., «Химия», 1977, т. III, с. 342

外部链接编辑

  • [1] Sigma Alrich Product info for Gold(III) Bromide
  • [2] Web Elements info page for Gold(III) Bromide