Давайте рассмотрим эти три системы в сравнении. Существует также система лотов — она, по сути, повторяет каратную систему, но за сотую часть принимается 16 единиц (лотов). Эта система использовалась для оценки серебра в Европе до введения метрической системы и не имеет никакого отношения к золоту.
Все о золоте (Au): его химические и физические свойства и интересные факты
Никогда бы не подумал, что существуют люди, которые не знают ценности золота. Оказывается, южноамериканские индейцы называли этот бесполезный, по их мнению, металл. ‘экскременты богов’ и ‘пот солнца’! Они были удивлены шумихой вокруг него. А белые новоприбывшие уверяли туземцев, что те страдают от болезни сердца, которую может вылечить только этот драгоценный металл. Кстати, отчасти это правда. Однако давайте поговорим о свойствах золота более подробно.
Самые распространенные его определения — драгоценный или благородный металл. Но что означает это описание?
Благородство определяется как редкость, долговечность и привлекательность. А драгоценность определяется тем, с чем оно вступает в реакцию. Интересно то, что золото не вступает в реакцию ни с одним неметаллическим элементом, включая кислород, а это значит, что оно не может реагировать со временем или в суровых условиях.
Физические и химические свойства
Элемент номер 79 в таблице Менделеева, Aurum, не имеет твердости, но обладает высокой плотностью, чем и объясняется его большой вес. Я предлагаю вам познакомиться с этим металлом поближе — я уверен, что у золота есть много свойств, о которых вы не знали.
Отражающие свойства
Этот металл известен своей способностью отражать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, пропуская при этом большую часть света, поэтому золото широко используется в остеклении небоскребов, при создании визоров для шлемов космонавтов и в приборостроении.
способность к распылению
Да, этот драгоценный металл — мастер распыления. Настолько, что ученые утверждают, что в мировом океане его около 6 000 000 тонн!
Пластичность и ковкость
Это еще два свойства, которые сделали его фаворитом среди ювелиров. Ему можно придать любую форму, он легко сжимается и растягивается, его не нужно ломать, чтобы согнуть. Для производства 100 метров тонкой проволоки для жетонов требуется всего 1 грамм чистого металла.
Пластичность
Одним из важных свойств этого металла является его пластичность. Практически при любой температуре могут образовываться полупрозрачные листочки, обладающие всеми характеристиками типичного драгоценного металла и толщиной от 1 до 0,1 микрометра. Для сравнения, толщина человеческого волоса составляет 80-100 микрометров. Такими листами покрывают предметы интерьера и купола церквей. Один грамм золота дает лист площадью 0,5 м2.
Электропроводность
С точки зрения электро- и теплопроводности наш главный герой показывает хорошие результаты. Это неплохой проводник, но он уступает серебру и меди.
Как было открыто золото?
Золото — это, пожалуй, самое древнее вещество, которое добывалось с незапамятных времен. Возможно, это даже первый металл, известный человечеству. Первые упоминания о нем в Индии относятся к 2000-1500 гг. до н.э., когда оно использовалось для изготовления всевозможных украшений и произведений искусства. В своем родном виде он был впервые встречен в пятом веке до нашей эры.
Ученые предполагают, что история его распространения началась на Ближнем Востоке. Оттуда металл попал в Египет, где стал символом богатства и роскоши. Например, во время раскопок в гробнице был найден головной убор, принадлежавший шумерской царице, жившей еще в 3000 году до нашей эры. На стене в месте захоронения было изображение ремесленника, добывающего золото. Гробница знаменитого фараона Тутанхамона также была украшена множеством золотых украшений.
В те времена считалось, что такие предметы как знак власти сопровождают умерших царей в мир иной. Все золото, изготовленное до шестого века до нашей эры, было ‘испорчено’ медью, серебром и другими примесями, позже Египет научился добывать чистейший металл в месторождениях Нубии. Отсюда и произошло древнее название золота — нуб. Санскритское слово, обозначающее золото, — желтый, а латинское название — aurum — происходит от слова Aurora, которое переводится как ‘утренняя заря’.
В России прииски были открыты гораздо позже, так как все золото сюда ввозилось в виде денег и таможенных пошлин. Только в 17 веке металл стали добывать в Архангельской губернии. Однако считается, что открытие началось в 18 веке, когда раскольник Марков Ерофей нашел недостойную породу и сообщил об этом в канцелярию Екатеринбургского заводского правления. На этом месте был основан рудник ‘Первячальный’. За первое десятилетие на нем было добыто почти 6 000 кг; работа была очень тяжелой и впоследствии признана тяжелой.
Содержание золота в природе чрезвычайно мало; доказано, что его можно найти и в воде. Например, до 5 кг металла на 1 км 3. Некоторые обсерватории, изучающие космос, также способны обнаружить образование золота, которое, согласно новой теории, образуется при распаде нейтронных звезд. Суть теории заключается в том, что пыль, образующаяся при распаде нейтронных звезд, попадая в космос, накапливается там. С другой стороны, на Землю ее приносят астероиды.
Распространение золота в природе
Хотя золота на нашей планете не так много, оно не является редкостью, присутствуя в литосфере в количестве около 4,3-10-7%, а в одном литре морской воды содержится около 4-10-9 г. Некоторое количество золота присутствует в почве, где оно извлекается растениями. Кукуруза является отличным источником природного золота для питания человека; растение обладает способностью концентрировать его. Добывать золото чрезвычайно сложно, поэтому оно имеет такую высокую цену. Как говорят геологи, ‘золото любит одиночество’, потому что чаще всего его находят в виде самородков, то есть слитков чистого золота. Лишь в очень редких случаях золото сочетается с висмутом и селеном. Очень мало его можно найти в магматических породах и застывшей лаве. Но извлечь из них золото еще труднее, а его содержание очень мало. Поэтому метод добычи из магматических пород неприменим из-за своей нерентабельности. Основные запасы золота сосредоточены в России, ЮАР и Канаде.
Действие препарата на организм человека
Большие дозы Aurum metallicum влияют на систему кровообращения, железы и костные структуры. В этом случае в организме начинают происходить процессы, сходные с отравлением ртутью, и появляются симптомы сифилиса.
Препарат вызывает активный прилив крови, что в свою очередь приводит к гипертрофии пораженных органов. Артериальное давление повышается, вены расширяются, артерии сильно пульсируют, развивается гипертрофия сердца — ощущается сильное сердцебиение. Также возникает ощущение боли и тяжести в груди при физической нагрузке. Из-за гиперемии почек увеличивается суточное количество мочи, что приводит к гипертрофии жировой ткани.
История открытия элемента
Золото в чистом виде попало в руки человека в 6 веке до нашей эры. Массовая разработка африканских месторождений началась еще раньше, около 2000 года до н.э., но методов вскрыши не существовало, и золотые изделия того времени были низкой пробы.
В конце античности (начало нашей эры) алхимия начала распространяться по всему миру с целью превращения недрагоценных химических элементов в благородные. Это не удалось, но современная цивилизация благодаря ей обладает многими чудесами, например, техникой извлечения чистого золота из руды.
Латинское название золота — Aurum (читается как аурум), ‘желтый’. Оно принято в качестве международного названия. В современной химии символ солнца изображался в виде круга с точкой в центре, а в наше время его сокращенно называют Au.
Как получают золото
Основные методы получения золота в промышленных масштабах дополняют друг друга — например, шлих может быть очищен от плотных примесей путем амальгамации.
Промывка
Промывка (шлихтование) — древний метод извлечения золотого песка (шлиха) из вторичных месторождений. Песок промывается из-за его плотности: менее плотные минералы вымываются водой, а шлих осаждается.
Крупномасштабная добыча золота автоматизирована: вместо людей работают промывочные машины и экскаваторы. Однако принцип их работы практически не изменился за последние 2 000 лет.
Шлих — это не чистое золото. В нем есть более плотные элементы — они оседают вместе с песком на дне промывочной машины. Для окончательной очистки используются другие методы, особенно химические.
Амальгамация
Этот метод также известен с древних времен, но был описан в 16 веке. Он стал возможен благодаря свойству ртути образовывать сплавы (амальгамы) с другими металлами без дополнительной термической или химической обработки. После того как фрагменты пустой породы утилизированы, химические элементы разделяются механически.
Амальгама используется не везде: в некоторых странах (с 1988 года в России) использование ртути запрещено из-за смертельной опасности этого элемента для человека.
Цианирование
Извлечение драгоценных элементов из руд методом цианирования основано на способности золота растворяться в синильной кислоте (цианистый водород, HCN) и ее солях. Руда обрабатывается слабым (0,03-0,3%) раствором цианида. Драгоценный металл вступает в реакцию раньше других химических элементов, а после химической реакции выпадает из раствора.
Место золота в периодической таблице
Элемент находится в группе XI (подгруппа меди), период VI периодической таблицы химических элементов.
Атомный номер (зарядовое число) золота — 79. Это число протонов в ядре атома, равное числу электронов, обращающихся вокруг ядра. Атомная масса, т.е. общая масса протонов и нейтронов (атомных ядер) в золоте составляет 196,9665 а.е.м. (атомных единиц массы). Природное золото существует в виде химически стабильного изотопа 197 Au. Все остальные нестабильны и возможны только в условиях ядерного реактора.
Формула.
Золото не имеет собственной химической формулы, так как существует в виде моноатомных частиц. Электронная конфигурация атома Au записывается как [Xe] 4f14 5d10 6s1 и указывает на точное расположение электронов на орбиталях.
Взаимодействие с кислотами
Благодаря своей инертности (не абсолютной, но значительной) золото нерастворимо в кислотах. Это позволяет использовать его для аффинажа (химической очистки элемента от примесей): Сплав обрабатывается кислотой, например азотной, и таким образом избавляется от лигатуры.
Однако есть и исключения. Чистое золото растворяется кислотами:
Степени окисления и связь с галогенами
В окружающей среде Au не окисляется под воздействием кислорода — одно из свойств, делающих этот элемент ценным. При нагревании золото взаимодействует с галогенами (элементами XVII группы) йодом, фтором, бромом и хлором с образованием йодида, фторида, бромида и хлорида соответственно.
Стандартные степени окисления — 1 и 3. В лаборатории был получен фтор со степенью окисления +5.
История названия
Золото — первый металл, освоенный человеком. В Южной Африке, известной как ‘колыбель человечества’, и в некоторых других местах по всему миру в период неолита (поздний каменный век) вдоль речных долин, где жил Homo sapiens ‘человек разумный’, были найдены ‘желтые камни’. Эти яркие, ‘похожие на солнце камни’ также занимали важное место в магических ритуалах. Им поклонялись, и считалось, что амулеты, сделанные из них, защищают от зла. Золото также было символом богатства. Об этом свидетельствуют захоронения, обнаруженные в наше время. Например, возле Варненского озера в Болгарии были обнаружены могилы с золотыми украшениями, сделанными семь тысяч лет назад.
Когда религия только зарождалась, золото было одним из первых предметов религиозного поклонения. Для наших предков оно олицетворяло бога солнца. Именно солнце, утверждали они, породило золото, которое когда-то упало на землю. Золото похоже на солнце и поэтому называлось ‘лучистым’. ‘ Солнечное название золота можно встретить в разных языках мира. В латиноязычных странах широкое распространение получило слово ‘aurum’, происходящее от Aurora, имени богини утренней зари. Индоевропейское название (корень ) ‘гол’ означает ‘блестящий’, ‘желанный’) стало основой для английского и немецкого слова ‘золото’. В славянском названии ‘золото’ ‘металло’, как и в других странах, есть некоторое сходство с некоторыми значениями, означающими солнце и солнце. Золото занимает позицию № 79 в периодической таблице элементов Менделеева.
Химические свойства
Поскольку золото находится справа от всех металлов в таблице напряжений, оно обладает уникальным свойством не реагировать с кислородом воздуха, щелочами и большинством минеральных и органических кислот при нормальных условиях. По этой причине оно считается драгоценным металлом.
Наиболее стабильное состояние окисления золота в его соединениях — +3, находясь в этом состоянии окисления, оно может образовывать наиболее стабильные комплексы [AuX4]ˉ, где x — F, Cl и CN.
Соединения золота со степенью окисления +1 считаются стабильными, но под воздействием определенных факторов (свет, окружающая среда, загрязнители и т.д.) они приводят к медленному разложению (переходу в другое состояние), поэтому в химии соединение называют (относительная стабильность). Соединения со степенью окисления + 2 не характерны для золота, но последние исследования показали, что существуют комплексы со степенью окисления + 2.
Для состояния окисления +5 золота стабильны только соединения фтора; другие соединения либо не существуют, либо обычно переходят в +3 в ходе реакции. Существуют также соединения ( VI ) и ( VII ), но только в сочетании с фтором, они очень нестабильны, особенно AuF6, который немедленно превращается в AuF5 или AuF7.
Существуют также соединения со степенью окисления -1, но они называются ауридами, в этих соединениях проявляется степень окисления -1, не характерная для золота, например, аурид натрия Na3Au или аурид цезия CsAu.
Неразрушимость (короля металлов) была подорвана созданием кислоты (aqua regia), смешанной с двумя азотными кислотами HNO3 и HCl в соотношении 1 к 3 , в результате чего получилась смесь нитрозилхлорида и хлора в атомарном состоянии, поэтому смесь готовится перед реакцией:
В дальнейшем H2SeO4 селеновая кислота, что еще раз опровергло химическую инертность золота:
Читайте далее:
