雷酸金は、主に金(III)、アンモニア、塩素からなるさまざまなポリマー化合物の、光と衝撃に敏感な黄色から黄橙色の非晶質不均一混合物であり、化学式では説明できません。ここで、「雷酸」は最も古い意味である「爆発性」(ラテン語のfulmen、稲妻、動詞fulgeo、「私は輝く」に由来)を持ち、この物質には雷酸イオンは含まれていません。最も適切な近似説明は、三次元配位ポリマー3∞ [ Au2 (μ2 - NH2 ) (μ3 - NH) 2 ]Clの部分加水分解生成物であるということです。爆発すると紫色の煙が発生します。この錯体は、低スピン状態の正方形平面分子構造を持っています。[ 1 ]
一般的に、塩化金(III)塩または水酸化金(III)塩とアンモニアガスまたはアンモニウム塩を混合してこの物質を誤って生成することは避けるのが最善である。なぜなら、この物質はわずかな接触でも爆発する傾向があるからである。[ 2 ]
雷金は最初に知られた高性能爆薬であり、1585年にはすでに西洋錬金術で言及されていた。ゼーバルト・シュヴァルツァーは、この化合物を初めて単離し、著書『 Chrysopoeia Schwaertzeriana 』でその特性についてコメントした。シュヴァルツァーの製造方法は、金のサンプルを王水に溶解し、飽和溶液に塩化アンモニウムを加え、鉛球を通して溶液を沈殿させ、酒石酸油で乾燥させる必要があった。[ 3 ] 16世紀と17世紀の化学者は、爆発性の金化合物の目新しさに非常に興味を持ち、当時の多くの化学者がその爆発で負傷した。19世紀初頭の著名な化学者であったイェンス・ヤコブ・ベルセリウスもその一人である。彼は手に持っていたビーカーが爆発し、数年間、手と目に損傷を受けた。[ 4 ] 17世紀のヨハン・ルドルフ・グラウバーまで、雷金は用途がありませんでした。彼は爆発後の紫色の煙を使って物を金メッキしました。[ 1 ] : 307後に、その感光性のため写真にも使用されました。 [ 5 ]
18世紀と19世紀には、雷金の化学式を見つけるための研究が続けられました。カール・ヴィルヘルム・シェーレは、アンモニアが錯体の形成を促進するものであり、爆発時に生成されるガスは主に窒素ガスであることを発見し証明しました。ジャン・バティスト・デュマはさらに研究を進め、雷金には金と窒素に加えて水素と塩素も含まれていることを発見しました。彼は次に、粉末状の試料を酸化銅(II)で分解し、それがアンモニウム陽イオンと金窒素錯体を陰イオンとする塩であることを発見しました。エルンスト・ヴァイツは最先端の技術を用いてこの化合物の研究を続け、雷金は「ジアミド-イミド-金塩化物」と2Au(OH) 3・3NH3の混合物であると結論付けました。彼は錯体のほとんどの溶媒への溶解度が低いことを無視しましたが、金(III)水溶液、アンモニア水溶液、塩化物水溶液には容易に溶解することに注目しました。彼が導き出した公式に関する結論は誤りであることが判明したが、後の科学者たちがそこから発展させるための妥当な推定値を提供した。
化学の初期および中期には雷金の研究に大きな関心が寄せられたため、雷金を合成する方法は数多く存在する。[ 1 ] : 308すべての合成経路が同じ生成物をもたらすわけではない。Steinhauserらおよび Ernst Weitz によると、 [ Au(NH3 ) 4 ] (NO3 ) 3をCl−で加水分解することにより、非常に均質なサンプルが得られる。また、異なる合成経路、および生成物を沈殿させる際に使用するアンモニアの量が異なると、Au、N、H、およびClの比率が異なることも指摘している。雷金は物理的および化学的性質のため、通常の方法では結晶化できず、結晶構造の決定が非常に困難である。Steinhauser らによる結晶化の広範な試みと振動分光法から、雷金はμ2 - NH2およびμ3 - NHブリッジを介して連結されたポリマー化合物の非晶質混合物であると結論付けられている。また、雷酸金はアセトニトリルとジメチルホルムアミドにもごくわずかに溶解することがわかっている。[ 1 ]: 309-313
EXAFS (拡張X線吸収微細構造)スペクトルは、各金原子が202 pmの距離で4つの窒素原子に配位されており、テトラアンミン金(III)と同様の対称的な正方形平面配置になっていることを示している。この幾何構造は、雷酸金の反磁性特性によって裏付けられている。雷酸金は8個の電子配置を持ち、反磁性であるため、正方形平面幾何構造をとらなければならない。[ 1 ]: 311これらのスペクトルは、他の配位子とともに4つまたは1つの金原子を含む第2配位圏のモデルと一致する。 [ 1 ]: 311 [ 6 ]: 43–45
この化合物は爆発性があるため、金化合物を抽出および精製するための工業的技術は非常に少ない。廃電子機器から貴金属をバイオガス抽出する新しい方法があり、非常にうまく機能したが、雷酸金やその他の貴金属アミンの生成がその普及を制限している。 [ 8 ]しかし、雷酸金を中間体として用いて、低純度の金を電子機器用の高純度の金に変換するプロセスがある。[ 9 ]