Переходные металлы занимают группы 3-12 в периодической таблице. Большинство из них плотные, твердые, с хорошей электро- и теплопроводностью. Их валентные электроны (с помощью которых они соединяются с другими элементами) расположены в нескольких электронных оболочках.
ЗОЛОТО В ХИМИИ
Золото — металл с необычными в этой группе противоречивыми свойствами: оно негибкое и мягкое, но очень ценное. Его свойства усиливаются, когда оно образует соединения и вступает в реакцию с другими веществами. Металл может переходить из одного состояния в другое при изменении параметров окружающей среды.
Такое разнообразие характеристик позволяет использовать его в самых разных целях: свойства драгоценного металла изучают в учебных заведениях, материал используют в научных исследованиях, его применяют в качестве активного ингредиента в различных промышленных технологиях и для изготовления продукции.
Золото в химии: доклады, лекции, презентации, рефераты
Свойства драгоценного металла известны давно. Благодаря им, а также структуре металла, он широко используется для развития различных отраслей промышленности. Его свойства начинают изучать на уроках химии в школе, где мы впервые узнаем о способности металла вступать в реакции с различными веществами, средами. Например, золото при определенных условиях восприимчиво к фтору, но не меняет своих свойств при контакте с кислородом.
Эта характеристика позволила использовать его для защиты других металлов от окисления (золочение).
Еще одна характеристика, позволяющая использовать золото, — его электропроводность. Этот металл известен своей отражательной способностью, что позволяет покрывать им различные структуры и объекты (зеркала, космические корабли). Кроме того, золото способно поглощать короткие волны. Это придает материалу желтый цвет. Это можно объяснить тем, что изначально все металлы серые и их цвет близок к серебристо-белому. Однако золото не только поглощает более короткие волны (близкие к оттенку фиолетового), но и отражает более длинные волны светового спектра.
В результате этого процесса металл приобретает знакомый нам желтый цвет.
Закон периодичности
Существует две формулировки закон периодичности химических элементов: классический закон и современный закон.
Классическая — дана его первооткрывателем Д.И. Менделеевым: Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от атомных масс элементов..
Современник: Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер атомов элементов (порядковый номер).
Графическим представлением периодического закона является периодическая таблица элементов, которая представляет собой естественную классификацию химических элементов, основанную на регулярном изменении свойств элементов в зависимости от зарядов их атомов. Наиболее распространенными представлениями периодической таблицы элементов Д.И. Менделеева являются краткая и длинная формы.
Группы и периоды периодической таблицы
Группы это вертикальные ряды в периодической таблице. Внутри групп элементы группируются в соответствии с их высшими степенями окисления. Каждая группа состоит из главной группы и подгруппы. Главная подгруппа состоит из элементов минорного периода и элементов мажорного периода, которые обладают теми же свойствами, что и она. Минорные подгруппы состоят только из элементов больших периодов. Химические свойства главных и второстепенных подгрупп совершенно разные.
Период это горизонтальный ряд элементов в порядке возрастания их атомных номеров. В периодической таблице семь периодов: первый, второй и третий периоды называются короткими и содержат 2, 8 и 8 элементов соответственно; остальные периоды называются длинными: четвертый и пятый периоды содержат по 18 элементов, шестой — 32 элемента, а седьмой (еще неполный) — 31 элемент. Каждый период, кроме первого, начинается со щелочного металла и заканчивается благородным газом.
Физический смысл порядкового номера химического элемента: число протонов в атомном ядре и число электронов, обращающихся вокруг атомного ядра, равны порядковому номеру элемента.
Месторождения и их классификация
Происхождение драгоценного металла в месторождениях зависит от типа горной породы:
- Золотокварцевые образования. Они приурочены к зонам разломов. Распределение металла неравномерно; образуются обогащенные участки, называемые ‘бонанцами’ или ‘рудными столбами’.
- Месторождения золото-полисульфидно-кварцевой формации. Они ограничены гранитоидными и субвулканическими комплексами. Среднее содержание металла составляет 10-15 г/т.
- Лиственнично-золотые месторождения. К ним относятся месторождения Хаак-Саир (Тува), Мечниковское и Кировское (Урал).
- Золото-сульфидные месторождения. Они связаны с вулканогенно-осадочными слоями.
- Порфирово-золотые месторождения. К этому типу относятся Березняковское (Урал), Юбилейное (Казахстан), Кызык-Чадр (Тува).
- Месторождения зоны окисления. Они приурочены к верхним горизонтам сульфидных залежей на многих пиритовых месторождениях.
- Россыпные месторождения часто сопровождают коренные месторождения золота. Длина россыпей колеблется в пределах 200-300 м, реже 3-5 км. Ширина россыпей колеблется в пределах 20-30 м, реже 100-300 м. По условиям отложения различают россыпи, связанные с руслами рек, поймами, террасами, долинами и среднегорными впадинами.
Самое крупное месторождение золота в мире находится в Южной Африке. По некоторым оценкам, здесь добывается до половины мировой добычи.
Много ли золота на Земле?
Многие аналитики считают, что запасы этого ‘злого металла’ трудно подсчитать.
Эксперты называют цифры, которые разнятся на порядки (от 155 000 тонн до 2,5 млн тонн).
Есть страны, где процветает нелегальная ‘добыча’ золота, другие страны предпочитают держать объемы добычи в секрете. Принцип ‘не считайте мои деньги’ работает как для отдельного гражданина, так и на государственном уровне.
Добыча металла с древних времен до наших дней
Золото — необычный металл. Все полезные ископаемые добываются для использования и потребления, в основном его запасают впрок. Государства и отдельные граждане.
От Египта до Америки
Считается, что первыми добывать желтый металл начали египтяне. Летописи зафиксировали добычу этого металла в Аравийско-Нубийской провинции. Там находились самые богатые месторождения. Во времена Тхутмоса III здесь ежегодно добывалось около 50 тонн золота. Всего за время эксплуатации месторождения было получено более 3 500 тонн металла.
Однако впоследствии месторождение истощилось. Многие историки связывают упадок Египта с уменьшением запасов ценного металла в стране.
Новые месторождения были найдены в Европе (Испания, Австро-Венгрия). После завоевания испанцами Америки солнечный металл заполонил Старый Свет.
За всю историю было добыто около 167 000 тонн драгоценного металла.
Из них 12% было использовано в промышленности, а 50% — людьми для изготовления ювелирных изделий.
В любом случае, добыча драгоценного металла стимулировала развитие металлургии, а также международной торговли.
Современная добыча золота
Времена золотой лихорадки, потрясавшей страны, давно прошли. Жестокое дело, когда тысячи людей разорялись и многие погибали, осталось в прошлом. Хотя некоторые из них стали неприлично богатыми.
В настоящее время при добыче золота учитываются прибыль и накладные расходы, ни один шаг не предпринимается без предварительной разведки месторождений, оценки экономических рисков и строительства шахты с нужным оборудованием.
Рекомендуем: РЕНИУМ — последний из стабильных изотопов
Сегодня золотые руды обычно добываются на глубине или из истощенных аллювиальных месторождений. Золото — это невозобновляемый природный ресурс, который добывается с незапамятных времен. В старые времена сливки с самых богатых месторождений ‘снимались’, а нам, потомкам, оставалась тяжелая работа по сбору золота из мест, которые уже были ‘очищены’. Или, в качестве альтернативы, желтый металл добывается на большой глубине.
Технологии добычи драгоценного металла
Древняя и современная история золота многообразна, она раскрывает несколько методов добычи Au. Для того чтобы оно вышло из земной коры, проводятся различные манипуляции. Au не добывают из больших водоемов — это неоправданно дорого, а результат неудовлетворительный. Основные источники — поверхность и более глубокие слои земли. Чтобы поднять драгоценный металл из глубин и очистить его от примесей, используют несколько основных методов.
Соскабливание (промывка) — древний метод промывки золотого песка.
Этот метод лучше всего использовать при поиске ауры. Он предполагает взятие проб из неглубоких водоемов (рек, ручьев). Частицы драгоценного металла начинают распространяться в результате распада горных пород, частью которых является сталь. Этому благоприятствуют неглубокие водоемы — реки и ручьи. Аурум выглядит как блестящие желтые частицы. Это шлих, указывающий на присутствие драгоценного металла. Эта особенность объясняет, почему Au в основном встречается на Урале и в других северных регионах России.
Амальгамация ртути
Этот метод основан на способности аурума реагировать на воздействие ртути. Для того чтобы получить драгоценный металл из пустой породы, необходимо провести тщательный процесс. Он требует смачивания аурума жидким металлом, и результат получается интересным: образуется амальгама, которая рассеивает Au и впоследствии восстанавливает его первоначальную форму.
Цианирование — извлечение золота из руды
Этот процесс называется выщелачиванием. Важно отметить, что аурум устойчив к окислению при нормальных температурах. Учитывая эти свойства золота, можно извлекать драгоценный металл из горных пород, обрабатывая их цианистыми растворами. Очищенный от примесей металл восстанавливает свои первоначальные свойства.
Читайте также: Как почистить золото в домашних условиях: что можно и нельзя делать, эффективные и безопасные методы
Определение мировой цены золота и его состояния на фондовом рынке
Aurum влияет на цену различных валют. Стоимость драгоценных металлов ежедневно определяется на биржах, что позволяет отслеживать малейшие изменения. Однако никто не ожидает сильных колебаний, учитывая, что золото имеет статус актива-убежища, а значит, планируется, что цена Au будет стабильно расти. Однако стоимость колеблется в зависимости от внешних факторов, среди которых: количество добываемого металла, инфляция, спрос и предложение на Au в различных формах (ювелирные изделия, слитки, монеты и т.д.).
- В 1947 году американские физики Инграм, Хесс и Гайдн получили 35 мкг золота в ходе эксперимента по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. Золото было получено в качестве побочного продукта. Таким образом, сбылась давняя мечта алхимиков: ртуть превратилась в золото. Однако этот метод не подходит для промышленного производства золота — ведь такое золото будет несоизмеримо дороже золота, полученного даже из самых бедных руд.
- Теоретически, золото может быть получено путем бомбардировки природной ртути-196 нейтронами. Полученная в результате радиоактивная ртуть-197 превращается в золото-197 путем бета-распада.
- Золото можно вытянуть в проволоку длиной 1 км, но весом всего 2 г.
- В Древней Руси золото обозначалось аббревиатурой ‘златом’.
