До образования звезд Вселенная состояла из элементарных частиц и излучения, была маленькой и очень плотной. После Большого взрыва она начала охлаждаться и расширяться. Это сопровождалось первобытным нуклеосинтезом, в результате которого образовались легкие элементы гелий и литий.
Как выглядит необработанное золото в природе, откуда оно берется и как образуется?
Добро пожаловать, дорогой читатель! На этой странице мы будем говорить о золоте, которое стало абсолютным лидером среди драгоценных металлов. С древних времен золотые монеты использовались в качестве платежной системы, из него изготавливали прекрасные ювелирные украшения и даже считали его телом богов. На протяжении тысячелетий этот металл завораживал людей своим драгоценным блеском. Но знаете ли вы, откуда он взялся и как выглядит золото, не тронутое рукой мастера?
В нашем мире частицы золота присутствуют во всем: в тканях животных и растений, минералах и воде. Однако до недавнего времени было невозможно понять, как образовалось золото и почему оно так неравномерно распределено на Земле.
Теории происхождения
Первая теория гласит, что частицы желтого металла были принесены на Землю метеоритами, бомбардировавшими нашу планету миллиарды лет назад. Другая теория утверждает, что золото является частью Земли и первоначально было найдено в ее ядре.
Вторая теория также была подтверждена недавними открытиями. С развитием техники, когда ученые заглянули под таинственные морские глубины и изучили состав дна океана вдоль тектонических трещин, был найден ответ на самый мучительный вопрос о том, откуда берется золото.
Именно здесь, в самом сердце нашей планеты, был открыт процесс производства золотосодержащих элементов. В условиях высокого давления, высокой температуры и агрессивной кислотной среды образуется один из самых востребованных металлов.
Растворы, насыщенные золотом, всплывают через трещины в коре, но ближе к морскому дну давление падает, холодная вода вызывает эффект конвекции и начинается химическая реакция, в результате которой образуются частицы свободного золота или сульфидные соединения. Кстати, соленая вода содержит довольно много растворенного золота, а это значит, что научное сообщество еще не нашло способа его извлечения.
Свойства золота
Только в кино можно увидеть, как изможденный золотоискатель вытаскивает огромный кусок золота, сверкающий в лучах солнца. В реальности этот металл трудно обнаружить и распознать в земле, он имеет совершенно другой вид. В зависимости от примесей, самородки могут не иметь привычной яркости и иметь зеленоватый оттенок.
Чтобы понять, что вы имеете дело с кусочками драгоценного металла, можно использовать химические реактивы и физические эксперименты. Золото различается по нескольким признакам:
Однако наиболее важной особенностью является инертность драгоценного металла. Золото не вступает в химические реакции с другими элементами, кроме фтора, цианида и кислорода, но для этого необходимы высокие температуры и определенные условия. Оно растворимо только в смеси азотной и соляной кислот, известной как ‘aqua regia’.
Золото, атомные свойства, химические и физические свойства.
196.966569(4) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s1
Золото — элемент периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 79. Помещено в 11 группу (по старой классификации — подгруппу первой группы), в шестой период периодической таблицы.
Атом и молекула золота. Формула золота. Структура атома золота.
Читайте также: Что такое красное золото на самом деле, как оно выглядит и чем отличается от желтого золота: мнения о качестве + сколько стоит грамм
Свойства золота (таблица): температура, плотность, давление и т.д.
Химические свойства золота. Взаимодействие золота. Химические реакции с участием золота.
Экономические факты
Золото является национальной валютой целого государства. Оно используется для выражения стоимости всех товаров, а в некоторых случаях превращается в полноценные деньги или средство обмена. Существует несколько физических и химических свойств, которые выделяют золото в мире торговли:
Во многих странах драгоценный металл используется для чеканки монет, а его слитки хранятся в банковских учреждениях.
Он используется не только в ювелирной промышленности, для которой его первоначально добывали, но и в производстве некоторых деталей электронной, промышленной и бытовой техники. Первоначально это вещество использовалось только для украшения ювелирных изделий и одежды, но в 1500 году до нашей эры оно начало выполнять функцию денег в Китае, Месопотамии, Египте и Индии. Наряду с золотом эти функции выполняли серебро и медь.
Желание разбогатеть стимулировало шахтеров к поиску новых месторождений. Таким образом, были открыты и колонизированы многие территории. Минеральные источники были найдены в Европе, Азии, Африке, Южной и Северной Америке и Австралии. Они экспортировались в развитые страны, такие как Англия, Испания, Франция и Германия. Великобритания стала первой страной, которая перешла к монометаллической политике и исключила из обращения серебряные монеты. К 20 веку эта валюта была принята в большинстве стран мира.
После этого наступает кризис капитализма, страны начинают использовать бумажные деньги, которые нельзя обменять на золото. В некоторых местах экспорт и импорт этого металла ограничивается и запрещается, создаются специальные рынки для торговли этим металлом. Сегодня многие бизнесмены и экономисты инвестируют в этот материал и получают значительную прибыль от сделок с ним.
В каком виде золото встречается в природе
Золото, как и почти вся Периодическая таблица, попало на Землю из космоса в результате метеоритной бомбардировки. Это произошло в то время, когда наша планета еще не была твердым телом. Во время ее формирования жидкий сплав веществ (одним из основных металлов в нем было железо) погрузился в недра земного шара — так образовалось ядро Земли.
По всей вероятности, оно состоит в основном из тяжелых драгоценных металлов, которые опустились в центр Земли вместе с железом.
К сожалению, драгоценные металлы оттуда не извлечь, и приходится довольствоваться лишь крохами богатств, спрятанных в более доступных глубинах.
Самородки
Золотые самородки — мечта любого старателя. Австралия лидирует в мире по количеству и размеру найденных самородков. Как они образуются?
Существует ‘теория V’, объясняющая специфику появления самородков тем, что мы наблюдаем лишь остатки золотых месторождений. Когда магматическая порода впервые затвердела на земной коре, самые крупные жилы и самое чистое золото находились в верхней части рудной системы. С тех пор прошли эпохи, и верхняя часть месторождения полностью выветрилась.
В пользу этой теории говорит тот факт, что большинство крупных самородков найдено близко к поверхности — в жилах рядом с основным рудным телом. Эти небольшие жилы могли действовать как фильтр, позволяя золотосодержащему раствору проходить через них и формировать самородки при охлаждении.
Самородки
Металлический самородок — это название, данное золотым гранулам, которые собраны из жилы. Гранулы гораздо легче найти, чем природные слитки, но они также являются весьма желанными объектами для старателей, добывающих драгоценные металлы. Самородки — это почти чистое золото насыщенного желтого цвета; количество примесей в них ничтожно мало.
В чем разница между самородками и гранулами?
Самородок — это природный небольшой слиток. Он отличается от самородка в основном размером и редкостью (найти крупный самородок очень сложно, есть единичные случаи, которые приобретают всемирную известность).
Виды месторождений
Месторождения делятся на первичные — постмагматические — и вторичные, образовавшиеся в результате разрушения первых.
Первичные
Месторождения слитков находятся на поверхности земной коры в местах извержения расплавленной магмы наружу (например, при вулканических извержениях). До 20-го века они эксплуатировались слабо, поскольку извлечение золота из породы было трудоемким и неэффективным без технических средств. Однако в 20 веке человечество взяло реванш и за столетие добыло столько золота, сколько раньше добывалось за тысячелетия.
Россыпное
Россыпное золото — шлиховое — встречается в основном в аллювиях (‘намывах’ — отложениях, образованных потоками воды). Интересно, что россыпные месторождения иногда расположены в сотнях километров от первичных месторождений. Слиточное (‘черновое’) золото химически аффинируется после выщелачивания.
Что такое черное или нечерное золото?
Черное золото — это комбинация золота с различными элементами. Полученный продукт приобретает серый или черный оттенок.
Черное золото получают путем соединения золота с кобальтом и хромом и дальнейшего окисления при высокой температуре. В качестве альтернативы его получают путем напыления аморфного углерода. Реже золото наносят гальваническим способом с использованием родия или рутения. Однако черное золото лучше всего сочетается с черным жемчугом и разноцветными драгоценными камнями.
Однако в настоящее время в обиходе чаще всего используется словосочетание ‘черненое золото’. Согласно одной теории, термин ‘червонный’ происходит от польского ‘красный’, что означает ‘светящийся’, а по другой — от старославянского ‘червить’, что означает ‘красить’.
По своему составу червонное золото представляет собой сплав золота высокой пробы (не менее 750) с медью. Кстати, этот сплав также использовался в производстве монет и ювелирных изделий.
Что такое красное или розовое золото?
В России красное золото, сплав золота и меди, использовалось для чеканки дани. Поэтому многие считают, что ‘красное’ — это ‘червонное’ золото. Кстати, 90 % золота в таких монетах было золотым, поэтому доказательств того, что это золото 900.
Красное золото содержит минимальное количество примесей и традиционно использовалось для изготовления дорогих обручальных колец. Сегодня красное золото — это сплав золота 585 пробы и ниже, содержащий медь и серебро.
Процентное соотношение строго рассчитано: если меди слишком много, сплав окисляется и темнеет. В розовом золоте меди примерно в пять раз меньше, чем в красном. Это своего рода ‘облегченная’ версия красного золота.
Золото и его сплавы
Золото — очень мягкий металл, его можно легко расплющить в тончайшие пластины и листы. В некоторых случаях это очень удобно. Тем не менее, большинство золотых предметов отливают, несмотря на то, что температура плавления золота составляет 1063°C. Даже древние мастера, должно быть, были убеждены, что невозможно сформировать все формы золота путем литья. Например, при изготовлении простого кувшина ручку приходилось отливать отдельно, а затем припаивать.
Историки и археологи установили, что пайка металлов была известна людям уже несколько тысяч лет. Древние паяли не олово, а золото, точнее, сплав золота и серебра. В современной технике также иногда приходится использовать золотой припой.
Золото — третий по электропроводности материал после серебра и меди.
Когда золото и медь соприкасаются под давлением в восстановительной среде или в вакууме, диффузия — перенос молекул от одного металла к другому — происходит довольно быстро. Детали из этих металлов соединяются при температуре намного ниже температуры плавления меди, золота или любого из их сплавов. Такие соединения называются золотыми пломбами. Они используются при производстве некоторых типов радиоламп, хотя прочность золотых уплотнений несколько ниже, чем плавленых соединений. Сплавы золота с серебром или медью используются для изготовления волосков гальванометров и других точных приборов, а также миниатюрных электрических контактов, рассчитанных на прием огромного количества затворов и отверстий. И что очень важно, эти структурно простые компоненты должны работать без заедания контактов и реагировать на каждый импульс.
В сплавах с наименьшей адгезией золото играет особую роль. Сплавы золота с палладием (30%) и платиной (10%), палладием (35%) и вольфрамом (5%), цирконием (3%), марганцем (1%) работают безупречно. В литературе описаны сплавы с похожими свойствами, способные конкурировать с золотом. Существует, например, сплав платины с 18% иридия, но он дороже любого из этих сплавов. И все лучшие контактные сплавы очень дороги, но современная космическая техника не может без них обойтись. Более того, они используются в некоторых наиболее важных некосмических приложениях, требующих высокой надежности.
Золото и его сплавы стали строительным материалом не только для миниатюрных радиотрубок и контактов, но и для гигантских ускорителей частиц. Ускоритель обычно представляет собой огромную круглую камеру — трубку, свернутую в тимпану. Чем выше вакуум внутри трубки, тем дольше там могут жить элементарные частицы. Трубки изготавливаются из нержавеющей стали, расплавленной в вакууме. Внутренняя поверхность трубки отполирована до зеркального блеска, что облегчает поддержание глубокого разрежения.
Давление в ускорителе частиц не превышает миллиардной доли атмосферного давления. Излишне объяснять, как трудно поддерживать такой вакуум в гигантском ‘штоке’, тем более что в штоке имеются ответвления, шланги и соединения.
Уплотнительные кольца и прокладки ускорителя сделаны из мягкого пластика с золотом. Соединения камер паяются золотом.
В одних случаях пластичность золота оказывается необходимой характеристикой, в других, наоборот, создает трудности. Одно из самых старых применений золота — это зубное протезирование. Конечно, легче формировать мягкий металл, но зубы из чистого золота относительно быстро изнашиваются. Поэтому зубные протезы и ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из сплавов с серебром или медью. В зависимости от содержания серебра сплавы различаются по цвету: 20-40% серебра дает зеленовато-желтый металл, а 50% — бледно-желтый.
Сплавы подвергаются дальнейшему упрочнению путем термической обработки, и золото в этом случае ведет себя очень своеобразно. Процесс закалки стали хорошо известен: металл нагревают до определенной температуры, а затем быстро охлаждают. В результате закалки сталь становится твердой. Чтобы снять закалку, металл снова нагревают и медленно охлаждают — это отжиг. Сплавы золота с медью и серебром, напротив, становятся мягкими и пластичными при быстром охлаждении и твердыми и хрупкими при медленном отжиге.
Золото в медицине
Первые попытки использовать золото Золото в медицине можно проследить до алхимии, но с не большим успехом, чем философский камень. В 16 веке Парацельс пытался использовать золото в качестве лекарства от многих болезней, особенно от сифилиса. ‘Целью химии должно быть не превращение металлов в золото, а приготовление лекарств’, — писал он. — писал он.
Гораздо позже золотосодержащие соединения были предложены в качестве средства для лечения туберкулеза. Было бы неправильно думать, что это предложение не имело рациональной основы: in vitro, то есть вне организма, ‘в пробирке’, эти соли губительны для туберкулезной палочки, но для эффективного искоренения болезни требуются довольно высокие концентрации этих солей. В настоящее время соли золота полезны против туберкулеза лишь постольку, поскольку они повышают устойчивость к этому заболеванию.
Также было обнаружено, что хлорид золота в концентрации 1 : 30 000 подавляет спиртовое брожение, при увеличении концентрации до 1 : 3 900 оно значительно замедляется, а при концентрации 1 : 200 полностью прекращается.
Более эффективным средством оказалось тиосульфат золота и натрия AuNaS.203Применение органических соединений золота, особенно кризолгана и трифала, было успешно использовано в лечении трудноизлечимого кожного заболевания — красной волчанки. Органические соединения золота, особенно кризолган и трифала, также использовались в медицинской практике.
Кризолган одно время широко применялся в Европе для борьбы с туберкулезом, а трифала, которая менее токсична и более эффективна, чем золото и тиосульфат натрия, использовалась для лечения красной волчанки. В Советском Союзе очень активный препарат кризанол (Au-S-SH2-CNON-CH2S03)2Ca в лечении волчанки, туберкулеза и проказы.
После открытия радиоактивных изотопов золота его роль в медицине значительно возросла. Коллоидные частицы изотопов используются при лечении злокачественных опухолей. Эти частицы физиологически инертны, поэтому их не нужно так быстро выводить из организма. При введении в определенные участки опухоли они облучают только пораженные участки. Радиоактивное золото можно использовать для лечения некоторых форм рака. Был создан специальный ‘радиоактивный пистолет’, содержащий 15 стержней радиоактивного золота с периодом полураспада 2,7 дня. Практика показала, что лечение ‘радиоактивными иглами’ может устранить поверхностный рак молочной железы уже на 25-й день.
