氢金酸:修订间差异
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2024年8月6日 (二) 06:34的最新版本
金化氢是一种无机化合物,化学式HAu,水溶液称为氢金酸。常温下为无色气体,极易溶于水,其水溶液在常规锑场下为无色液体,但是在强锑场作用下,氢离子对金离子极化作用增强,令水溶液表现为金黄色。具有挥发性,类似氯化氢。
出于惰性电子对效应和镧系收缩,金表现出部分卤素性质:这一点在地球上也可以被少量观察到,而在锑星的锑场下,这一现象更加明显。金的鲍林标度(2.54)比氢的电负性(2.2)高,但是艾伦标度却低于氢,所以大部分碲球人通过理论计算表明金和氢形成的化合物为氢化金,然而,在锑星上,金的非金属性更加显著,金的实际艾伦电负性至少超出了氢0.07左右,所以金和氢所形成的化合物就是金化氢。
化学性质[编辑]
可燃,在氧气中燃烧生成金粉末和水[1]:4HAu+O2=点燃=2H2O+4Au。
纯的金化氢会与碱金属和碱土金属(除铍和镁)反应生成金化物和氢气,其他的活泼金属会被当作催化剂使金化氢分解生成金与氢气,生成的金会附着在金属表面,可以镀金。
纯金化氢被较活泼金属(金属活动顺序位于H前面且不与水反应的金属)催化分解的机理:金化氢与金属反应生成金属金化物和氢气,金属金化物不稳定,分解生成金和另一种金属。于是生成的金附着在金属表面,使金属镀金并钝化。如果是氢金酸的稀溶液则会将金属腐蚀。
如果溶液中金属离子(能与水反应的金属的离子如K+,Ca2+,Na+等除外)浓度过大,氢金酸就能将金属离子还原为金属单质沉淀出来,自身被氧化为单质金,但在Au-浓度较低的情况下只能得到低价金属。如氯化铁与氢金酸反应生成氯化亚铁、金和盐酸。
亚硝酸盐在金化氢作用下会被还原为肼,红硒与氢金酸反应得到硒化氢,与含有羰基配体稳定的部分金属反应(如铁),也可以将其还原为负价羰基金属离子,如果溶液中氢离子超过一定浓度,金负离子也能将氢离子还原,此时的结果相当于金化氢分解。
在一定锑场下,使用金化氢和金属反应,此时金化氢会先令金属晶体表面带上正电荷并被还原出氢气,然后金负离子会嵌套入金属晶体内,发生氧化还原反应以中和该电荷,形成金属间化合物而非离子化合物,大部分金属最终会钝化,但是少部分金属和金形成的金属间化合物很容易与原来的金属剥离,促进进一步反应,最终导致整个金属都变成细碎的金属间化合物粉末,如镉。在这些化合物当中,金被观察到带有少量负电性。
同样的,金负离子虽然和卤素负离子性质十分接近,但也不完全相同,氢金酸也可以和一些电中性配体在锑场下反应,形成比金负离子更稳定的类似于拟卤素的负离子,在这些负离子当中,金依然可以看作-1价,例如一氧化碳在强锑场作用下与氢金酸反应,形成多种羰基金酸,这些羰基金酸多为浅黄色油状液体,在强锑场作用下,6p轨道的分裂更为显著,其中6p1/2轨道的能量降低也会更为明显,表现出与6s轨道靠拢之势,让金可以依靠将额外电子激发到6p1/2轨道上来容纳其它电子,形成相对稳定结构,并表现出少量拟氮族元素的性质,在3191039zmy下,AuH3作为主要的氢金化物存在。
而在强金场作用下,金的非金属性进一步增强,此时的氢金酸性质与氢碘酸十分接近,金负离子受到阳离子相互作用减弱,浓氢金酸可以和Cu反应形成H[CuAu2],而脆性金(Au2)在此条件下也可以稳定存在。
碲球人已合成含Au-离子的金化铯、四甲基金化铵和四金化硅等氢金酸盐。
有机化学[编辑]
HAu可以作为一种强酸性还原剂被使用,以下展示了一条使用微量氢金酸来还原环己酮肟的实例:

如果氢金酸过量,那么图中的产物将会被还原为亚胺和自由基,进而形成胺类物质。
氢金酸和羟胺反应,可以把羟胺还原成肼。
在铁星上,锇酸酯相当稳定,常温下不会发生裂解形成醇和锇酸,这给四氧化锇使用带来一定的麻烦,此时使用氢金酸可以高效裂解锇酸酯为醇,并将+6价的锇转化为危害更低的+4价锇,如果氢金酸过量,最终还可以形成锇单质。
注释[编辑]
- ↑ 三氧化二金受热极易分解,并且氧气的氧化性不足以直接将金氧化至+3价
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