Gold(III)-chlorid

Strukturformel
	Datei:Gold(III)-chlorid.svg
Allgemeines
Name	Gold(III)-chlorid
Andere Namen	Goldtrichlorid
Summenformel	AuCl3 (Au2Cl6)
Kurzbeschreibung	dunkelorangerote Kristallnadeln<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	236-623-1
ECHA-InfoCard	100.033.280
PubChem	26030
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
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Eigenschaften
Molare Masse	303,33 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,9 g·cm−3<ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	254 °C (Zersetzung)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	gut in Wasser (680 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="alfa">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbol	Gefahrensymbol
H- und P-Sätze	H: 314‐317
	P: 260‐280‐302+352‐305+351+338‐310<ref name="GESTIS" />
MAK	noch nicht festgelegt<ref name="GESTIS" />
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−117,6 kJ/mol<ref>David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-5.</ref>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Gold(III)-chlorid mit der Verhältnisformel AuCl₃ (und der Summenformel Au₂Cl₆) ist eine der wichtigsten Goldverbindungen. Andere Goldchloride sind AuCl und AuCl₂. AuCl₂ ist allerdings keine Gold(II)-Verbindung, sondern eine gemischtvalente Au(I)-/Au(III)-Verbindung.

Gewinnung und Darstellung

Gold(III)-chlorid wird durch Überleiten von Chlorgas über feinverteiltes Gold bei 250 °C hergestellt.<ref>Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1013.</ref>

<math>\mathrm{2 \ Au + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2 \ AuCl_3}</math>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Datei:AuCl3 structure.svg

Struktur mit Bindungslängen und -winkeln

AuCl₃ liegt sowohl im Festkörper als auch in der Dampfphase als Dimer Au₂Cl₆ vor. Gleiches gilt auch für das Goldbromid AuBr₃. Im Gegensatz zum ebenfalls dimeren Aluminiumchlorid sind die Gold(III)-chlorid-Dimere eben angeordnet, die AuCl₄-Einheit ist quadratisch-planar. Beim Aluminiumchlorid, (AlCl₃)₂, ist sie hingegen tetraedrisch aufgebaut und die Brückenatome liegen ober- und unterhalb der Ebene. Die Kristallstruktur des Gold(III)-chlorids ist monoklin mit der Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14 und den Gitterparametern a = 6,57 Å, b = 11,04 Å, c = 6,44 Å und β = 113,3°.<ref>E.S. Clark, D.H. Templeton, C.H. MacGillavry: The crystal structure of gold(III)chloride. In: Acta Crystallographica, 1958, 11, S. 284–288; doi:10.1107/S0365110X58000694.</ref> Die Au-Cl-Bindung ist stark kovalent aufgebaut, dies ist durch die (vergleichsweise) hohe Elektronegativität des Goldes und die hohe Oxidationsstufe bedingt.

Gold(III)-chlorid ist sehr hygroskopisch und gut in Wasser und Ethanol löslich.

Chemische Eigenschaften

Datei:Gold(III) chloride solution.jpg

Konzentrierte wässrige H[AuCl₄]-Lösung

Mit +3 ist dies die stabilste Oxidationsstufe von Gold in Verbindungen und Komplexen.

Bei Temperaturen über 250 °C zerfällt AuCl₃ in AuCl und Cl₂.

AuCl₃ ist eine Lewis-Säure und bildet viele Komplexe der Form M⁺AuCl₄⁻ (Tetrachloroaurate). M kann beispielsweise Kalium sein (Kaliumtetrachloroaurat(III)). Das AuCl₄⁻-Ion ist in wässriger Lösung nicht sehr stabil.

In Salzsäure löst sich AuCl₃ unter Bildung von Tetrachloridogoldsäure.

In wässriger Lösung reagiert AuCl₃ mit Alkalihydroxiden (beispielsweise Natriumhydroxid) zu Au(OH)₃. Dieses reagiert beim Erhitzen an der Luft zu Gold(III)-oxid Au₂O₃ und weiter zu metallischem Gold.

Verwendung

Gold(III)-chlorid dient häufig als Ausgangssubstanz zur Herstellung anderer Goldverbindungen und Komplexe. Ein Beispiel ist die Herstellung des Cyanid-Komplexes KAu(CN)₄

<math>\mathrm{AuCl_3 + 4 \ KCN \longrightarrow KAu(CN)_4 + 3 \ KCl}</math>

Anwendungen in der organischen Chemie:

Gold(III)-Salze, vor allem NaAuCl₄ (aus AuCl₃ und Natriumchlorid) können in der organischen Synthese als Katalysator in Reaktionen mit Alkinen eingesetzt werden. Sie dienen dort als ungiftiger Ersatz für Quecksilber(II)-Salze. Ein wichtiges Beispiel ist die Hydratation von terminalen Alkinen zu Methylketonen in hoher Ausbeute. Auch Amine kann man auf ähnliche Weise herstellen.<ref>Y. Fukuda, K. Utimoto: Effective Transformation of Unactivated Alkynes into Ketones or Acetals by Means of Au(III) Catalyst. In: J. Org. Chem., 1991, 56, S. 3729–3731; doi:10.1021/jo00011a058.</ref>

Datei:Example of gold-catalyzed alkyne hydration reaction.svg

Gold(III)-chlorid kann als milder Katalysator für die Alkylierung von aromatischen und heteroaromatischen Verbindungen genutzt werden. Ein Beispiel ist die Alkylierung von 2-Methylfuran mit Methylvinylketon.<ref>Gerald Dyker: An Eldorado for Homogeneous Catalysis? In: H.-G. Schmalz, T. Wirth (Hrsg.): Organic Synthesis Highlights V. Wiley-VCH, Weinheim 2003, S. 48–55.</ref>

Datei:Alkylation reaction of 2-methylfuran with methyl vinyl ketone.svg

Aus Furanderivaten und Alkinen kann in einer Umlagerung unter Katalyse von Gold(III)-chlorid ein Phenol gebildet werden.<ref>A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats: Highly Selective Gold-Catalyzed Arene Synthesis. In: J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, S. 11553–11554; doi:10.1021/ja005570d</ref>

Datei:AuCl3 phenol synthesis.svg