الخواص الكيميائية للذهب

محلول مائي لمركب كلوريد الذهب الثلاثي.

على الرغم من أنّ الذهب هو أنبل الفلزّات النبيلة،^[99][100] وذلك من حيث الخمول الكيميائي ومقاومة التآكل، إلّا أنّه من الممكن الحصول على عددٍ من المركّبات الكيميائية المختلفة له.

لا تؤثّر أغلب الأحماض المعروفة على الذهب، ولذلك فهو ينتمي إلى المعادن النفيسة، فهو لا يتفاعل مع حمض الهيدروفلوريك أو حمض الهيدروكلوريك أو حمض الهيدروبروميك أو حمض الهيدرويوديك أو حمض الكبريتيك أو حمض النتريك. بالمقابل ينحلّ الذهب في الماء الملكي، وهو مزيجٌ من حمضي النتريك والهيدروكلوريك بنسبة 3:1 على الترتيب، حيث يلعب حمض النتريك دور المؤكسد ويشكّل أيونات الذهب الثلاثي، ولكن بكمّيات ضئيلة جدّاً بحيث لا تكاد تكشف في حالة الحمض النقي، أمّا بوجود حمض الهيدروكلوريك تتفاعل تلك الأيونات لتشكّل أيونات ⁻AuCl₄ أو حمض كلورو الذهبيك، ممّا يتيح استمرار التفاعل.

${\displaystyle {\ce {2Au + 9HCl + 5HNO3 -> 2HAuCl4 + 4NO2 + 6H2O + NOCl}}}$

يستطيع حمض السيلينيك الساخن والمركّز أن يتفاعل مع الذهب أيضاً ليتشكّل محلول أصفر محمرّ من سيلينات الذهب.^[101][102]

${\displaystyle \mathrm {2\ Au+6\ H_{2}SeO_{4}\ \rightarrow Au_{2}(SeO_{4})_{3}+3\ H_{2}SeO_{3}+3\ H_{2}O} }$

لا يتأثّر الذهب أيضاً بالقواعد الكيميائية، فهو لا يتفاعل مع القلويّات مثل هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم سواءً على شكل محاليل مركّزة أو بالشكل المصهور؛ لكنّه بالمقابل يتفاعل مع سيانيد الصوديوم وسيانيد البوتاسيوم تحت شروط قلويّة وبوجود الأكسجين لتتشكّل معقّدات منحلّة من الذهب.^[103] لا يتفاعل الذهب مع الأكسجين (لا يتأكسد) مهما كانت درجة الحرارة؛ وهو يقاوم تأثير الأوزون إلى درجة حرارة تصل إلى 100 °س.^[104] لا يتفاعل الذهب مع الكبريت بشكل مباشر،^[103] ولكن يمكن الحصول على كبريتيد الذهب الثلاثي Au₂S₃ من تمرير كبريتيد الهيدروجين على محلول ممدّد من كلوريد الذهب الثلاثي أو حمض كلورو الذهبيك. تستطيع بعض الهالوجينات الحرّة أن تتفاعل مع الذهب؛^[105] إذ يتفاعل الفلور بشكل عنيف مع الذهب ولكن عند درجات حرارة مرتفعة نسبياً،^[106] ليعطي فلوريد الذهب الثلاثي AuF₃؛ كما يتفاعل مسحوق الذهب مع الكلور عند 180° س ليعطي كلوريد الذهب الثلاثي AuCl₃.^[107][108] أمّا البروم فيتفاعل الذهب معه عند الدرجة 140° س ليعطي بروميد الذهب الثلاثي AuBr₃، في حين أنّ الذهب يتفاعل ببطء مع اليود ليشكّل يوديد الذهب الأحادي AuI.

المركّبات الكيميائية[عدل]

يتفاوت عدد الأكسدة للذهب في مركّباته من −1 إلى +5، إلّا أنّ حالتي الأكسدة +1 (الذهب الأحادي) و +3 (الذهب الثلاثي) هما المسيطرتان على كيمياء الذهب. يكون الذهب الأحادي، والذي يعرف أحياناً باسم ذهبوز aurous، الأكثر انتشاراً بين حالات الأكسدة في المعقّدات الكيميائية ذات الربيطات "الطرية" مثل الثيوإيثرات والثيولات والفوسفينات الثالثية. عادةً ما تكون لمركّبات الذهب الأحادي ومعقّداته بنية جزيئية خطّية، ومن أمثلتها معقّد أنيون ثنائي سيانيد الذهب ⁻Au(CN)₂ والذي يستخدم في تعدين الذهب، بالإضافة إلى هاليدات الذهب مثل كلوريد الذهب الأحادي AuCl أو كبريتيد الذهب الأحادي Au₂S. تجدر الإشارة إلى أنّ معظم العقاقير الحاوية على الذهب في تركيبتها هي من مشتقّات الذهب الأحادي.^[109] تعدّ حالة الأكسدة الثلاثية (ذهبيك auric) الأكثر شيوعاً للذهب في مركّباته، ومنها كلوريد الذهب الثلاثي Au₂Cl₆، وهي ذات بنية جزيئية مستوية مربّعة، وتأخذ الرابطة الكيميائية فيها سمات الرابطة التساهمية والأيونية في نفس الوقت. لا يحصل على أكسيد الذهب الثلاثي Au₂O₃ من أكسدة الذهب، ولكن من المحاليل المائية لهيدرات كلوريد الذهب الثلاثي (AuCl₃(H₂O))؛ حيث يحصل في الأول على هيدروكسيد الذهب الثلاثيAu(OH)₃، والذي يعطي الأكسيد بالتجفيف عند درجات حرارة أعلى من 160°س.

يمتزج الذهب بشكل سريع وسهل مع الزئبق عند درجة حرارة الغرفة ليشكّل ملغمة، كما يتفاعل الذهب عند درجات حرارة مرتفعة مع الفلزّات القلوية ذات الأعداد الذرّية الكبيرة مثل البوتاسيوم والروبيديوم أو السيزيوم ليشكل ملح الذهبيد auride الموافق،^[110] والذي تحمل فيه ذرّة الذهب الشحنة السالبة ليتشكّل الأنيون ⁻Au مثلما هو الحال في مركب ذهبيد السيزيوم، ويكون الذهب في هذه الحالة في حالة الأكسدة النادرة -1.^[111] تعود ثباتية أنيون الذهبيد (الأوريد) إلى الكهرسلبية المرتفعة نسبياً (2.54) لفلزّ الذهب، وهي أعلى قيمة مقارنةً مع الفلزّات الأخرى. من حالات الأكسدة النادرة الأخرى للذهب +2 و +5. عادةً ما تكون مركّبات الذهب الثنائي ذات مغناطيسية معاكسة وتكون الرابطة مباشرة بين ذرّتي الذهب على شكل Au–Au، كما هو الحال في معقّد Au(CH₂)₂P(C₆H₅)₂]₂Cl₂]. يؤدّي تبخير محلول Au(OH)₃ في حمض الكبريتيك المركّز إلى الحصول على بلّورات حمراء من كبريتات الذهب الثنائي Au₂(SO₄)₂، والتي كان يظنّ في البداية أنّه مركّب للذهب بحالتي أكسدة مختلفتين، ولكنّ الدراسات بيّنت وجود الذهب في حالة الأكسدة +2 على هيئة كاتيون ⁴⁺Au₂، وذلك بشكل مماثل لأيون الزئبق المعروف²⁺Hg₂.^[112][1] يوجد الذهب في حالة الأكسدة الثنائية في كاتيون رباعي زينون الذهب وذلك في المعقّد AuXe₄](Sb₂F₁₁)₂].^[113] يمثّل مركّب فلوريد الذهب الخماسي (أو خماسي فلوريد الذهب) بالإضافة إلى الأنيون المشتقّ منه ^-AuF₆، الأمثلة الفريدة على الذهب في حالة الأكسدة +5، وهي أعلى حالة أكسدة موثّقة.^[114]

تبدي بعض مركّبات الذهب ظاهرة تسمى "الترابط المحبّ للذهب"، حيث تميل فيها أيونات الذهب إلى التآثر مع بعضها البعض لتصبح قريبة من طول الرابطة Au–Au وبشكل أقصر من قوى فان دير فالس. تقدّر قوّة هذا التآثر أنّها قريبة من قوّة الروابط الهيدروجينية. هناك العديد من مركّبات الذهب التجميعية محدّدة البنية،^[110] ويكون للذهب في تلك الحالة عدد أكسدة كسري، ومن أمثلتها المركّب التجميعي مع ثلاثي فينيل الفوسفين ²⁺Au(P(C₆H₅)₃)}₆}.