雷金

雷金（Fulminating gold）

雷[金]]は、金]、[[アンモニア、塩素からなる黄色～黄橙色の非晶質混合物で、「爆発性のある」という意味の英語「fulminating」に由来します。この化合物は、化学式で記述することができず、雷酸イオンは含んでいません。雷金は、三次元の配位高分子[Au2(μ2−NH2)(μ3−NH)2]Clの部分的加水分解によって生成され、燃焼時には紫色の蒸気を放出します。この錯体は、低スピン状態の平面四角形の分子構造を持ちながら、その合成時に注意が必要です。

歴史

雷金は1585年に西洋錬金術で最初に言及され、ゼバルト・シュヴァルツァーがこの化合物を単離しました。シュヴァルツァーは著書『シュヴァルツァーの黄金錬成術』でその特性を説明し、金を王水で溶解し、飽和した塩化アンモニウム溶液と反応させることで製造する方法を示しました。この過程は非常に危険であり、16～17世紀には多くの化学者がその爆発性に惹かれて研究を行い、イェンス・ヤコブ・ベルセリウスなどの著名な化学者も犠牲となりました。

17世紀にはヨハン・ルドルフ・グラウバーが雷金の爆発後の紫色の煙を利用し、金メッキに応用しました。このようにして、雷金はその特異な特性から写真術にも活用されるようになったのです。18世紀から19世紀にかけて、雷金に関する化学的研究が続き、カール・ヴィルヘルム・シェーレは雷金生成の原動力がアンモニアであり、爆発時に発生する主なガスが窒素であることを示しました。また、ジャン＝バティスト・デュマは金のほかに水素と塩素も含まれていることを発見しました。

現在の知見

雷金に関する研究は、合成法が多岐にわたるものの、特定の生成物に絞られないことが問題とされています。スタインハウザーらは、特定の条件下で非常に均質なサンプルを得られることを示しており、合成経路や沈殿時のアンモニアの量が物質の比率に影響することを指摘しました。ただし、雷金は通常の方法では結晶化できず、構造解析が難しいという特性があります。

EXAFSスペクトルの解析は、金原子が窒素原子と特定の距離で配位し、対称的な平面四角構造を形成していることを示しています。この構造は雷金の反磁性と関連しています。これまでの研究により、雷金に含まれる金ナノ粒子の特性や生成メカニズムについての理解が深まりました。

用途

雷金はその爆発性が原因で、工業的に抽出・精製する技術は限られています。廃棄電子機器から貴金属を取り出す新たなバイオガス抽出法が有効ですが、この方法も雷金の生成を伴うため広範な利用は難しい状況です。しかし、低純度金を高純度金に変換するプロセスで、雷金を中間体として用いる方法が特許を取得しています。

関連項目

• - 雷銀（爆発性のある銀化合物）

このように、雷金はその特異な特性により、化学の歴史と近代における研究において重要な位置を占めています。

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