Грозовое золото

Гремящее золото представляет собой свето- и ударочувствительную аморфную гетерогенную смесь желтого или желто-оранжевого цвета, состоящую преимущественно из золота (III), аммиака и хлора , не описываемую химической формулой . Здесь слово « гремящий » имеет свое старейшее значение — «взрывной» (от латинского fulmen — молния, от глагола fulgeo — «сияю»); материал не содержит гремучих ионов. Наилучшим приближенным описанием является то, что это продукт гидролиза частичного ${}_{\infty }^{3}{\ce {[Au2(\mu-NH2)(\mu_3-NH)2]Cl}}$. При сгорании выделяется фиолетовый пар. Комплекс имеет квадратную плоскую молекулярную геометрию с низкоспиновым состоянием.

Как правило, лучше избегать случайного создания этого вещества путем смешивания золота (III) хлорида или гидроксида с газообразным аммиаком или солями аммония , поскольку оно склонно к взрыву даже при малейшем прикосновении.

История

Гремящее золото было первым известным взрывчатым веществом и было отмечено в западной алхимии еще в 1585 году. Зебальд Шварцер был первым, кто выделил это соединение и прокомментировал его характеристики в своей книге Chrysopoeia Schwaertzeriana . Производство Шверцера требовало растворения образца золота в царской водке , добавления хлорида аммония к насыщенному раствору, осаждения раствора через свинцовые сферы и сушки над винным камнем . Химики XVI и XVII веков были очень заинтересованы в новизне взрывчатого соединения золота, и многие химики той эпохи получили ранения при его взрыве. Одним из таких людей был Йенс Якоб Берцелиус , ведущий химик начала XIX века. У него в руке взорвалась мензурка, повредив ей и глазам на несколько лет. Только после Иоганна Рудольфа Глаубера в 17 веке гремящее золото начало использоваться. Он использовал фиолетовый дым после взрыва, чтобы покрыть предметы золотом . Позже его стали использовать в фотографии из-за его светочувствительности.

В XVIII и XIX веках продолжались работы по поиску химической формулы гремящего золота. Карл Вильгельм Шееле обнаружил и доказал, что аммиак был движущей силой образования комплекса и что при детонации образовавшийся газ представлял собой в основном газообразный азот . Жан Батист Дюма пошел еще дальше и обнаружил, что помимо золота и азота в гремучем золоте содержатся также водород и хлор. Затем он разложил измельченный образец оксидом меди (II) и обнаружил, что это была соль с катионом аммония и азотно-золотым комплексом в качестве аниона. Эрнст Вайц продолжил изучение этого соединения, используя современные методы, и пришел к выводу, что гремучее золото представляет собой смесь «диамидо-имидо-аурихлорида» и ${\ce {2Au(OH)3.3NH3}}$. Ему удалось проигнорировать плохую растворимость комплекса в большинстве растворителей, но отметить, что он легко растворяется в водных системах золота(III), аммиака и хлорида. Его вывод о формуле оказался неверным, но предложил справедливую оценку, от которой могли отталкиваться более поздние ученые.

Текущие знания

В связи с огромным интересом к изучению гремящего золота в раннюю и среднюю эпоху химии, существует множество способов его синтеза. Не все пути синтеза дают один и тот же продукт. По данным Штайнхаузера и др. и Эрнстом Вейцем, очень однородный образец можно получить гидролизом ${\ce {[Au(NH3)4](NO3)3}}$с ${\ce {Cl^-}}$. Они также отметили, что разные пути синтеза, а также использование разного количества аммиака при осаждении продукта приводят к разным соотношениям Au, N, H и Cl. Из-за своих физических и химических свойств гремучее золото не поддается кристаллизации обычными методами, что очень затрудняет определение кристаллической структуры. В результате обширных попыток кристаллизации, предпринятых Steinhauser et al. и колебательной спектроскопии сделан вывод, что гремучее золото представляет собой аморфную смесь полимерных соединений, связанных между собой мостиками μ-NH ₂ и μ ₃ -NH. Было также обнаружено, что гремучее золото также очень мало растворимо в ацетонитриле и диметилформамиде.

Недавний анализ EXAFS (расширенная тонкая структура рентгеновского поглощения), проведенный Джоаннисом Псилителисом, показал, что гремучее золото представляет собой квадратный плоский катион тетраамминзолота (III) с четырьмя или одним атомом золота во второй координационной сфере. Эта геометрия подтверждается диамагнитным характером гремучего золота. Так как там есть реклама ⁸ электронная конфигурация и диамагнитен, он должен иметь плоскую квадратную геометрию. Также известно, что необычная окраска дыма вызвана наличием гетерогенных наночастиц золота.

Использование

Из-за взрывоопасности этого соединения промышленных методов извлечения и очистки соединений золота очень мало. Был разработан новый метод биогазового извлечения драгоценных металлов из сломанной электроники, который работал очень хорошо, но создание гремящих аминов золота и других драгоценных металлов ограничивает его широкое использование. Однако существуют патенты и методы, в которых гремучее золото используется в качестве промежуточного продукта в процессе превращения золота низкой чистоты в золото высокой чистоты для электроники.