氫金酸
金化氫是一種無機化合物,化學式HAu,水溶液稱為氫金酸。常溫下為無色氣體,極易溶於水,其水溶液在常規銻場下為無色液體,但是在強銻場作用下,氫離子對金離子極化作用增強,令水溶液表現為金黃色。具有揮發性,類似氯化氫。
出於惰性電子對效應和鑭系收縮,金表現出部分鹵素性質:這一點在地球上也可以被少量觀察到,而在銻星的銻場下,這一現象更加明顯。金的鮑林標度(2.54)比氫的電負性(2.2)高,但是艾倫標度卻低於氫,所以大部分碲球人通過理論計算表明金和氫形成的化合物為氫化金,然而,在銻星上,金的非金屬性更加顯著,金的實際艾倫電負性至少超出了氫0.07左右,所以金和氫所形成的化合物就是金化氫。
化學性質 編輯
可燃,在氧氣中燃燒生成金粉末和水[1]:4HAu+O2=點燃=2H2O+4Au。
純的金化氫會與鹼金屬和鹼土金屬(除鈹和鎂)反應生成金化物和氫氣,其他的活潑金屬會被當作催化劑使金化氫分解生成金與氫氣,生成的金會附着在金屬表面,可以鍍金。
純金化氫被較活潑金屬(金屬活動順序位於H前面且不與水反應的金屬)催化分解的機理:金化氫與金屬反應生成金屬金化物和氫氣,金屬金化物不穩定,分解生成金和另一種金屬。於是生成的金附着在金屬表面,使金屬鍍金並鈍化。如果是氫金酸的稀溶液則會將金屬腐蝕。
如果溶液中金屬離子(能與水反應的金屬的離子如K+,Ca2+,Na+等除外)濃度過大,氫金酸就能將金屬離子還原為金屬單質沉澱出來,自身被氧化為單質金,但在Au-濃度較低的情況下只能得到低價金屬。如氯化鐵與氫金酸反應生成氯化亞鐵、金和鹽酸。
亞硝酸鹽在金化氫作用下會被還原為肼,紅硒與氫金酸反應得到硒化氫,與含有羰基配體穩定的部分金屬反應(如鐵),也可以將其還原為負價羰基金屬離子,如果溶液中氫離子超過一定濃度,金負離子也能將氫離子還原,此時的結果相當於金化氫分解。
在一定銻場下,使用金化氫和金屬反應,此時金化氫會先令金屬晶體表面帶上正電荷並被還原出氫氣,然後金負離子會嵌套入金屬晶體內,發生氧化還原反應以中和該電荷,形成金屬間化合物而非離子化合物,大部分金屬最終會鈍化,但是少部分金屬和金形成的金屬間化合物很容易與原來的金屬剝離,促進進一步反應,最終導致整個金屬都變成細碎的金屬間化合物粉末,如鎘。在這些化合物當中,金被觀察到帶有少量負電性。
同樣的,金負離子雖然和鹵素負離子性質十分接近,但也不完全相同,氫金酸也可以和一些電中性配體在銻場下反應,形成比金負離子更穩定的類似於擬鹵素的負離子,在這些負離子當中,金依然可以看作-1價,例如一氧化碳在強銻場作用下與氫金酸反應,形成多種羰基金酸,這些羰基金酸多為淺黃色油狀液體,在強銻場作用下,6p軌道的分裂更為顯著,其中6p1/2軌道的能量降低也會更為明顯,表現出與6s軌道靠攏之勢,讓金可以依靠將額外電子激發到6p1/2軌道上來容納其它電子,形成相對穩定結構,並表現出少量擬氮族元素的性質,在3191039zmy下,AuH3作為主要的氫金化物存在。
而在強金場作用下,金的非金屬性進一步增強,此時的氫金酸性質與氫碘酸十分接近,金負離子受到陽離子相互作用減弱,濃氫金酸可以和Cu反應形成H[CuAu2],而脆性金(Au2)在此條件下也可以穩定存在。
碲球人已合成含Au-離子的金化銫、四甲基金化銨和四金化硅等氫金酸鹽。
有機化學 編輯
HAu可以作為一種強酸性還原劑被使用,以下展示了一條使用微量氫金酸來還原環己酮肟的實例:
如果氫金酸過量,那麼圖中的產物將會被還原為亞胺和自由基,進而形成胺類物質。
氫金酸和羥胺反應,可以把羥胺還原成肼。
在鐵星上,鋨酸酯相當穩定,常溫下不會發生裂解形成醇和鋨酸,這給四氧化鋨使用帶來一定的麻煩,此時使用氫金酸可以高效裂解鋨酸酯為醇,並將+6價的鋨轉化為危害更低的+4價鋨,如果氫金酸過量,最終還可以形成鋨單質。
注釋 編輯
- ↑ 三氧化二金受熱極易分解,並且氧氣的氧化性不足以直接將金氧化至+3價
酸 | |
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