Конфигурация внешних электронных оболочек атома золота 4f 14 5d 10 6s 1; в соединениях золото обычно находится в состояниях окисления +1 и +3, реже +2 и +5; энергии ионизации Au 0 → Au + → Au 2+ → Au 3+ составляют 9,22, 20,52 и 30,47 эВ соответственно; электроотрицательность по Полингу 2,54; атомный радиус 135 пм, ионный радиус Au + 151 пм (координационное число 6), Au 3+ 99 пм (координационное число 6). Золото — желтый, мягкий, ковкий и пластичный металл; кристаллическая решетка — гранецентрированная кубическая; t mel 1064,18 °C, t температура кипения 2856 °C; плотность 19300 кг/м 3 ; теплопроводность при 273 К, теплопроводность 310 Вт/(м · K, удельное электрическое сопротивление 2,06 · 10 -8 Ом-м; диамагнитен ; твердость по Бринеллю 220-250 МПа; 81 ГПа. Золото можно прокатывать в фольгу толщиной до 0,1 мкм.
Химическая информация
Золото обозначается в химии как Aurum, сокращенно Au, в электронной форме: KLMNO6s1, Eion(Me=>Me++e)=9,22 эВ. В периодической таблице золото имеет атомный номер 79. Оно находится в 11-й группе шестого периода. Золото также имеет международный регистрационный номер CAS: 7440-57-5. Атомный вес элемента составляет 196,9665 г/моль. Золото является простым веществом, так как состоит из изотопов одного металла.
Свойства золота уникальны и позволяют использовать его в электронике, медицине и химических лабораториях. Золото обладает высокой тепло- и электропроводностью. Поэтому тонкое золотое гальваническое покрытие может использоваться в электротехнической промышленности. Золото кипит при температуре всего 2880 градусов Цельсия, имеет плотность 19,32 г/см3 и температуру плавления 1064,43 °C. Золото довольно инертно, даже при высоких температурах оно не вступает в реакцию с другими химическими элементами.
История золота
Золото получило свое название благодаря желтому цвету. На многих языках его название звучит по-разному, но так или иначе оно ассоциируется с желтым, золотистым или зеленоватым цветом. Золото отличается несколькими ключевыми характеристиками. Это драгоценный металл, потому что он не подвержен коррозии и окислительным реакциям при контакте с элементами. Кстати, именно поэтому оно успешно используется в стоматологии. Золото очень плотное, и поэтому его добывают путем выщелачивания ила, песка и речной воды. Кроме того, золото очень мягкое и податливое. Несмотря на свойства этого металла, его можно поцарапать даже без специальных инструментов.
Золото, вероятно, было первым металлом, обнаруженным человеком. Упоминания о нем встречаются во всех сохранившихся источниках древности; оно было почитаемым и довольно дорогим. Несомненно, интерес к золоту никогда не ослабевал. Его ценили за красоту и особые свойства, лишь позднее осознав ценность его физических свойств. Еще до того, как была известна его химическая формула, покупка золота считалась отличной инвестицией.
Поиск
Промышленными источниками золота являются золотосодержащие руды и кварцевые пески собственно золотоносных месторождений (содержание золота 5-15 г/т), а также промежуточные продукты (содержание золота 0,5-3 г/т) свинцовых, цинковых, медных, урановых и других производственных предприятий. Золото извлекается из россыпей методом гравитационного обогащения в водном потоке с использованием ловушек, сифонов, концентрационных смол, шлюзов и различных промывочных устройств. Золотоносные пески извлекаются со дна рек и озер и обогащаются драгами. При извлечении золота из рудных тел используются комбинированные схемы, включающие обогащение (гравитация, флотация) и металлургические операции (в основном ионообменная сорбция пульпы, цианирование). При цианировании измельченная руда или концентрат обрабатывается раствором NaCN, золото осаждается из раствора порошком Zn при перемешивании, а затем извлекается с помощью ионообменных смол или активированного угля. Конечными продуктами являются гравитационный концентрат (так называемая золотая головка) и аффинированное золото. Золото очищается путем растворения в водной среде с последующим селективным осаждением (например, с помощью FeSO 4 ), хлорирования в расплаве или растворе (хлорирование) и электролитического рафинирования в растворе соляной кислоты.
Золото и золотые сплавы используются в декоративных целях, для изготовления ювелирных изделий, часов, монет, медалей, зубных протезов (содержание золота в этих сплавах характеризуется их тонкостью; см. Glossa Glossa. В статье Ювелирные сплавы), в технике — для изготовления деталей химической аппаратуры, электрических контактов и проводов, микроэлектронных изделий, окраски стекла, покрытия металлических поверхностей (в самолетостроении, космической технике и т.д.), в производстве припоев, катализаторов и т.д.; см. также Золочение . Радиоактивный изотоп 198 Au (период полураспада T ½ 2,694 дня) используется в радиотерапии для лечения рака. Золото является валютным металлом (всеобщим эквивалентом денег).
Исторический фон
Самые древние золотые предметы (5 тысячелетие до н.э.), найденные в Старом Свете, уникальны и относятся к периоду энеолита. К ним относятся фрагменты фольги и небольшие фрагменты проволоки (поселение Убейд в Южной Месопотамии). Массовое производство золотых украшений, знаков отличия власти и других предметов в энеолите начинается на севере Балканского полуострова, в балкано-карпатских металлургических культурах, наряду с массовым производством медных сосудов (V — начало IV тысячелетия н.э.). Несколько сотен золотых предметов было найдено в Варненском могильнике на стоянках Караново VI, Гумельница.
В раннем бронзовом веке было найдено много золотых предметов на обширной территории Циркумпонтийской металлургической провинции и в Древнем Египте. Эти украшения происходят из могильников протоиндоевропейского периода в Древнем Египте, погребений на городище Тепе Гавр (Северная Месопотамия), кургана Си Гирдан (Северо-Западный Иран) и курганов майкопской культуры на Северном Кавказе. Количество изделий исчисляется сотнями, а в майкопских комплексах — тысячами. Используется литье, изготовление золотых чешуек и сочетание золота с полудрагоценными камнями (лазуритом). В Израиле в пустыне Негев к этому периоду относится захоронение Нахаль Кана, где были найдены 8 кольцеобразных слитков стандартного размера и веса. Это самая ранняя находка слитков этого драгоценного металла, по крайней мере, на Ближнем Востоке.
Расцвет производства золотых изделий приходится на вторую треть III тысячелетия до н.э. и связан с функционированием ранних государств в Египте, Месопотамии, Анатолии, Иране и Палестине. Количество золотых предметов исчисляется тысячами и значительно превышает количество бронзовых предметов. В частности, большое количество золотых предметов происходит из гробниц социальной элиты: гробницы Древнего царства (Египет); ‘царский некрополь’ в Уре (южная Месопотамия); сокровища из Трои II (северо-западная Анатолия); ‘царские’ захоронения в Аладжа-Хююке и Хороз-Тепе, Эскиапарский клад (центральная Анатолия); захоронения и сокровища в Гиссаре III (северо-западный Иран). Отмечается работа профессиональных ювелиров, использующих пайку, зернь и филигрань. Известны стандартные золотые слитки и полуфабрикаты (Троя II).
Распространение золота в природе
Золото не очень распространено на нашей планете, но оно не редкость; его содержание в литосфере составляет около 4,3-10-7 %, а в одном литре морской воды — около 4-10-9 г. Некоторое количество золота содержится в почве; растения получают его оттуда. Кукуруза — отличный источник природного золота для питания человека; растение обладает способностью концентрировать его. Золото чрезвычайно трудно добывать, поэтому оно имеет такую высокую цену. Как говорят геологи, ‘золото любит одиночество’, потому что в большинстве случаев его находят в виде самородков, то есть оно находится в руде в чистом виде. Лишь в очень редких случаях золото сочетается с висмутом и селеном. Очень мало его содержится 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.
Золото чаще всего оценивается в +1 или +3. Это высокопрочный металл. Золото совершенно не подвержено окислению, то есть при нормальных условиях на него не действует кислород. Однако при нагревании золота выше 100 °C на поверхности образуется очень тонкая оксидная пленка, которая не исчезает даже при охлаждении. При 20 °C толщина пленки составляет примерно 0,000001 мм. Сера, фосфор, водород и азот не реагируют с золотом.
На золото не влияют кислоты. Но только когда они действуют на него по отдельности. Единственной чистой кислотой, в которой можно растворить золото, является горячая концентрированная селеновая кислота H2SeO4. При комнатной температуре драгоценный металл растворяется в так называемой aqua regia, то есть азотная кислота + соляная кислота. При нормальных условиях золото также очень чувствительно к растворам йодистого калия и йода.
Применение золота
С древних времен золото использовалось в ювелирном искусстве, как предметы роскоши и власти. В промышленности золото используется в качестве сплава с другими металлами. В промышленности золото используется в сплавах с другими металлами. Это повышает прочность сплава и удешевляет его производство. Содержание золота в сплаве называется ‘проба сплава’, которая выражается стандартным целым числом. Например, килограмм золотого сплава 750 пробы содержит 750 граммов золота. Остальные 250 — это другие примеси. Следовательно, чем выше каратная проба, тем выше содержание золота в сплаве. Существует стандарт этой пробы: 375, 500, 585, 750, 900, 916 i 958.
Знаете ли вы.
Для производства одного золотого кольца требуется переработать тонну золотосодержащей руды!
В других отраслях золото находит разнообразное применение в химической и нефтехимической промышленности, в энергетике и электронике, а также в аэрокосмической промышленности. Этот драгоценный металл используется везде, где коррозия нежелательна. С незапамятных времен оно также широко используется в медицине благодаря своей устойчивости к окислению. В египетских гробницах были найдены мумии с золотыми зубными коронками. В настоящее время для изготовления зубных протезов и коронок используются сплавы золота большей прочности. Кроме того, золото используется и в фармакологии. Используются различные соединения этого драгоценного металла, которые либо входят в состав препаратов, либо применяются отдельно. Золотые нити используются в косметологии, где они способствуют омоложению кожи.
Читайте далее:Знаете ли вы.
В Суве, Япония, есть завод, где золото добывают из золы, остающейся после сжигания промышленных отходов! И в этой золе содержится больше золота, чем в любом золотом руднике. Этот факт объясняется тем, что в городе много заводов по производству электроники, которые широко используют этот драгоценный металл.
