Происхождение химического элемента золото. Физические и химические свойства золота, проба золота

Золото / Aurum (Au)
Атомный номер 79
Внешний вид Мягкий вязкий ковкий жёлтый металл.
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса) 196,96654 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 146 пм
Энергия ионизации
(первый электрон) 889,3 (9,22) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация 4f14 5d10 6s1
Химические свойства
Ковалентный радиус 134 пм
Радиус иона (+3e) 85 (+1e) 137 пм
Электроотрицательность
(по Полингу) 2,54
Электродный потенциал Au Au Степени окисления 3, 1
Термодинамические свойства
Плотность 19,3 г/см
Удельная теплоёмкость 0,129 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 318 Вт/(м·K)
Температура плавления 1 337,58 K
Теплота плавления 12,68 кДж/моль
Температура кипения 3 080 K
Теплота испарения ~340 кДж/моль
Молярный объём 10,2 см/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки кубическая
гранецентрированая
Период решётки 4,080 A
Отношение c/a n/a
Температура Дебая 170,00 K
Золото — 79-й элемент периодической системы элементов.

ЗОЛОТО (лат. Aurum) - Au, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,9665; тяжелый металл желтого цвета. Состоит из одного устойчивого изотопа 197Au.

Золото было первым металлом, известным человеку. Изделия из золота найдены в культурных слоях эпохи неолита (V-IV вв. до н. э.). В древних государствах - Египте, Месопотамии, Индии, Китае - добыча золота, изготовление украшений и др. предметов из него существовали за III-II тыс. до н. э. Золото часто упоминается в Библии, гомеровских «Илиаде» и «Одиссее» и др. памятниках древней литературы. Алхимики называли золото «царем металлов» и обозначали символом Солнца; открытие способов превращения неблагородных металлов в золото было главной целью алхимии.

Среднее содержание золота в литосфере составляет 4,3Ї10-7% по массе. В магме и магматических породах золото рассеяно, но из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения золота, имеющие важное промышленное значение (кварцевые золотоносные жилы и др.). В рудах золото в основном находится в свободном (самородном) состоянии и очень редко образует минералы с селеном, теллуром, сурьмой, висмутом. Пирит и др. сульфиды часто содержат примесь золота, которое извлекают при переработке медных, полиметаллических и др. руд.

В биосфере золото мигрирует в комплексе с органическими соединениями и механическим путем в речных взвесях. 1 л морской и речной воды содержит около 4Ї10-9 г золота. На участках золоторудных месторождений подземные воды содержат золота приблизительно 10-6 г/л. Оно мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения; некоторые из них концентрируют золото, например, хвощи, кукуруза. Разрушение эндогенных месторождений золота приводит к образованию россыпей золота, имеющих промышленное значение. Золото добывается в 41 стране мира; его основные запасы сосредоточены в бывшем СССР, ЮАР и Канаде.

Золото - мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8Ї10-5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химических воздействий.

Получение золота и его аффинаж: из россыпных месторождений золото можно извлечь отмучиванием, основанным на большой разности плотностей золота и пустой породы. Этот способ, применявшийся уже в глубокой древности, сопряжен с большими потерями. Он уступил место амальгамации (известной уже в I в. до н. э. и применявшейся в Америке с XVI в.) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х гг. В конце XIX - начале XX вв. основным источником золота стали коренные месторождения.

Сначала золотоносную породу подвергают дроблению и обогащению. Из полученного концентрата извлекают золото раствором цианида калия или натрия. Из раствора комплексного цианида осаждают золото цинком; при этом выпадают и примеси. Для очистки (аффинажа) золота электролизом (способ Э. Вольвилла, 1896) аноды, отлитые из нечистого золота, подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор AuC13, катодом служит лист чистого золота. При прохождении тока примеси выпадают в осадок (анодный ил, шлам), а на катоде отлагается золото чистотой не менее 99,99%.

В условиях товарного производства золото выполняет функцию денег. В технике его применяют в виде сплавов с другими металлами, что повышает прочность и твердость золота и позволяет экономить его. Содержание золота в сплавах, применяемых для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, полуфабрикатов зубопротезного производства и т.д., выражают пробой; обычно добавкой служит медь (т. н. лигатура). В сплаве с платиной золото используется в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплаве с платиной и серебром - в электротехнике. Соединения золота используют в фотографии (тонирование).

Золото применяется с древнейших времен в ювелирном искусстве (украшения, культовая и дворцовая утварь и т.д.), а также для золочения. Благодаря своей мягкости, ковкости, способности тянуться, золото поддается особо тонкой обработке чеканкой, литьем, гравировкой. Золото используют для создания разнообразных декоративных эффектов (от глади желтой полированной поверхности с плавными переливами световых бликов до сложных фактурных сопоставлений с богатой светотеневой игрой), а также для выполнения тончайшей филиграни. Золото, часто окрашенное примесями других металлов в различные цвета, применяется в сочетании с драгоценными и поделочными камнями, жемчугом, эмалью, чернью.

Золото - это самый популярный драгоценный металл в мире. Всем нравится его яркость и блеск. Практически в каждой семье есть хоть какое-то украшение из этого металла. Формула золота волновала умы множества алхимиков и ученых. Ему посвящены сотни научных трудов. При этом не все люди знают, какие свойства золота помогли стать ему таким популярным. С каждым днем цена металла только растет. Так, на сегодняшний день стоимость грамма золота 999 пробы в Сбербанке России составляет 2536 рублей.

Общие сведения

Несмотря на то что золото - металл, который известен всему миру на протяжении тысяч лет, не все знают о том, что в природе оно встречается в различных видах и в разных местах. Размер его частиц может составлять от микрона до десятков сантиметров. Из-за различных примесей этот благородный металл не всегда имеет традиционный желтый цвет. Добыча золота - очень прибыльный бизнес, в основе которого лежат различные свойства этого природного материала. Именно знания о металле, накопленные веками, позволяют удовлетворять потребность в нем.

В химии золото (лат. Aurum) обозначается символом Au. В переводе на русский Aurum означает «желтый». Этот элемент относится к 1 группе периодической системы Менделеева. Его атомный номер - 79. Формула золота зависит от компонентов, входящих в сплав. В составе природного вещества присутствует изотоп 197 Au. Металл имеет кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку типа Cu.

В природе существует 15 минералов, в которых содержится этот химический элемент. К ним относятся: самородное золото с примесями меди или серебра, порпесит, электрум, осмистый иридий (ауросмирид), калавертин, креннерит, летцит, сильванит, мутманит, нагиагит, монтбрейит и проч. Существуют и другие соединения, содержащие этот металл. Это платинистое, родистое, иридистое, медистое золото. В горных породах данное вещество чаще всего рассеяно на атомарном уровне. В месторождениях золото нередко заключено в сульфиды и арсениды.

Ранее считалось, что этот элемент очень инертен, но многочисленные эксперименты с ним доказали, что это не совсем так. Такое заблуждение основывалось на том основании, что золото никак не изменяется при воздействии на него таких агрессивных агентов, как кислород и сера. Также оно не вступает в реакцию с такими химическими элементами, как азот, водород, фосфор, углерод. На него не действуют большинство минеральных кислот и щелочи.

Валентность этого химического элемента в различных соединениях обычно составляет +1 или +3. Галогены при нагревании образуют с золотом следующие соединения: AuCl3, AuF3, AuI, AuBr3. При комнатной температуре оно легко вступает в реакцию с бромной или хлорной водой. Химические свойства золота позволяют определить его подлинность в домашних условиях. Так, водно-спиртовой раствор йода и йодид калия оставляют на металле 583 и 585 пробы темные пятна, которые трудно вывести. Только золото выше 750 пробы при чистой качественной лигатуре не вступает в реакцию с этими веществами.

Металл не магнитится и не имеет никакого запаха. При помощи этих свойств можно также определить подлинность ювелирных изделий.

Способы химической добычи золота

В основе промышленного способа извлечения металла из руд, называемого цианированием, лежит способность золота растворяться в концентрированной серной кислоте. При этом в химической реакции должны присутствовать такие окислители, как азотная и йодная кислота, а также диоксид марганца.

Ранее для извлечения золота из горной породы использовалось его свойство растворяться в ртути. В результате такой реакции получалась амальгама - легкоплавкий сплав. Эта смесь химических веществ легко отделялась от пустой породы, а затем ее сильно нагревали. Летучая ртуть испарялась, а золото оставалась на дне емкости. Правда, этот старинный способ в некоторых странах третьего мира используется до сих пор, несмотря на всю его вредоносность. Данный вариант добычи на сегодняшний день считается неэффективным, поскольку не позволяет полностью выделить благородный металл из горной породы.

Как распознать подделку

В природе встречаются минералы, внешне очень напоминающие золото. Так, одно из наиболее похожих на него природных веществ - сульфид железа, называемый пиритом. Он весьма примечателен по своим свойствам: при соударении кусков этого вещества высекаются искры. По последним данным ученых стало понятно, почему пирит так похож на золото. Оказывается, он не только имеет внешнее сходство с этим благородным металлом, но и содержит некоторое его количество. Еще этот рудный минерал отличается от золота кубическими кристаллами - им свойственны другие характеристики. Золото - это ковкий металл. При ударе по нему оно расплющится, в отличие от пирита, который просто рассыплется на мелкие кусочки.

Золото иногда путают с мусковитом и вермикулитом. Особенно сильно они похожи в виде вкраплений в различных минералах. Отличить настоящий драгоценный металл от двойников помогут физико-химические свойства золота.

Физические особенности

Практически каждый знает, что цвет этого благородного металла - ярко-желтый. На самом деле такой оттенок он приобретает после очищения от примесей. Желтое золото можно встретить только в банковских слитках и ювелирных изделиях. Причем в зависимости от количества примесей меняется и оттенок. Так, в золоте, используемом для изготовления ювелирных изделий, имеются примеси серебра, меди и других веществ. Иными словами, оно представляет собой сплавы нескольких металлов.

Цвет природного золота напрямую зависит от размера его частиц. Очень мелкие вкрапления в горных породах могут иметь и серо-зеленый оттенок. Иногда только опытный геолог может узнать в минералах месторождение золота. На 20 приисков приходится только один, где встречается желтое вещество.

Немаловажным физическим свойством металлов является их твердость. По этому показателю золото находится далеко не на первом месте. По 10-бальной шкале Мооса, характеризующей твердость вещества, этот благородный металл имеет всего 2,5-3 балла. Что же это означает? Физические свойства золота, главное из которых - мягкость, позволяют использовать его для создания изящных ювелирных изделий. При этом данный металл можно легко поцарапать. Многим известно, что в старые времена подлинность золотых монет проверяли на зуб. При этом на них должны были остаться вмятины.

Физико-химические свойства золота

Этот металл имеет достаточно высокую температуру правления. Она составляет 1063 º C. Кипит металл при 2947 º C. При расплавлении золото приобретает бледно-зеленый цвет. Все металлы, которые входят в сплавы с ним, понижают температуру его плавления. Пары золота имеют зеленовато-желтый оттенок. При нагревании этого металла и его сплавов свыше 1063 º C они начинают улетучиваться. Причем чем больше температура, тем выше летучесть.

Поразительно, как сильно влияют на сплавы золота различные примеси. Так, его летучесть значительно повышается при наличии цинка, мышьяка, теллура, сурьмы, ртути. Серебро или медь в сплаве с благородным металлом значительно повышают его твердость. При этом несколько теряются такие свойства, как тягучесть и ковкость.

Один из самых главных показателей золота - это его плотность. При температуре 20 º C она составляет 19,3 г/см 3 . Частицы золота в 2,5 раза тяжелее частиц серебра. Плотность природных самородков несколько выше, чем сплавов. Так, примеси серебра или меди снижают ее до показателей 18-18,5 г/см3. Для наглядности можно представить 1 кг этого драгоценного металла в виде:

куба, ребро которого составляет 37,3 мм;
шара с диаметром 46,2 мм;
половины обычного стакана золотого песка.

Все вышеперечисленные свойства этого металла человек научился использовать в своих целях. Промышленная добыча золота из горной породы стала возможной именно благодаря его высокой плотности.

Сплавы

Этот драгоценный металл обладает способностью хорошо соединяться с другими химическими элементами. При этом конечный продукт будет обладать различными физическими показателями. Ювелирное желтое золото - это чаще всего сплав нескольких металлов, в котором содержание рассматриваемого вещества иногда составляет менее 40%. Причем различные примеси и их удельный вес в его составе напрямую влияют на оттенок конечного продукта. Так, в продаже можно встретить несколько видов ювелирного золота:

Качество и стоимость грамма золота полностью зависят от его чистоты и наличия тех или иных примесей.

Система проб

Качество золота и его количество в сплавах контролируется государством. В странах СНГ общепринятой считается система проб ювелирных сплавов, существовавшая еще в СССР. Так, в продаже чаще всего встречаются изделия с такими пробами:

375 - удельный вес золота в сплаве составляет 38%. В него входят медь и серебро. Золото этой пробы тускнеет на воздухе. Оно имеет желтый или красноватый оттенок.
500 - содержание золота составляет 50,5%. В составе сплава присутствуют медь и серебро. Он отличается низкой литейностью.
585 (583) - удельный вес золота 59%. В сплав входят такие металлы, как палладий, серебро, медь, никель. Он отличается прочностью, твердостью, устойчивостью к воздуху.
750 - в сплаве 75,5 % золота. В его состав входят палладий, никель, платина, серебро, медь. Изделия из этого золота хорошо полируются, прочны и тверды. Они легко поддаются обработке. Цветовая гамма очень широка. Сплав может быть зеленым, ярко-желтым, розовым, красным.
958 - содержит 96% чистого золота. Этот сплав используется редко, поскольку плохо полируется и не имеет требуемой насыщенности цвета.
999 - чистое золото, которое чаще всего представлено банковскими слитками.

Отражающие особенности

Золото, свойства и применение которого обусловлены его химическим составом, легко полируется. Оно обладает значительной отражающей способностью. Очень тонкие листы золота способны пропускать солнечные лучи. Поразительно, но при этом они абсолютно не будут нагреваться, поскольку тепловая (инфракрасная) их часть отразится от таких пластин. Благодаря такому свойству золото нашло применение в строительстве. Его используют для тонирования стекол в странах с жарким климатом. Благодаря такому решению значительно экономится энергия, необходимая для кондиционирования помещений. Отражающие свойства золота используются даже в космонавтике. Его наносят на защитные шлемы и другие поверхности космического оборудования для отражения значительного потока инфракрасных лучей в космосе.

Способность распыляться

Где еще используют золото? Свойства металла давать частицы, которые соизмеримы с длиной световой волны, лежат в основе его способности распыляться. В воде рек содержится мельчайшая пыль золота, которую невозможно увидеть невооруженным взглядом. Способность этого металла распыляться позволяет ему рассеиваться по мебели, стенам, полу золотосплавочных лабораторий. По статистике, из-за истирания золотых монет, находящихся в ежегодном обращении, ранее терялось до 0,1% их веса.

Тягучесть (пластичность)

Это одна из самых главных особенностей, которые имеет золото. Свойства металла позволяют его измельчать, сдавливать, искривлять, сжимать. Благодаря пластичности золото может принимать различные формы без изломов. Из 1 г можно вытянуть тончайшую проволоку (нить), длина которой составит 2610 м. Диаметр ее будет всего 2*10-6 мм, что позволяет использовать нить в современной электронной индустрии с микрочипами. Предел прочности отожженного золота составляет 100-140 МПа.

Ковкость

Сложно сказать, какое основное свойство золота имеет для нас наибольшую важность, но можно утверждать однозначно, что ковкость - одно из главных. Благодаря ему этот металл можно превратить в тонкий лист. Так, из 1 г золота можно получить пластину тонкой фольги, площадь которой составит 1 кв. м. Это позволяет использовать его в различных отраслях деятельности человека. Золото - металл, который можно сделать полупрозрачным и очень тонким, но при этом он не потеряет своей красоты и блеска. Благодаря такому свойству стало возможно получение тонколистового (сусального) материала, которым покрывают купола церквей, отделывают интерьер помещений.

Электропроводимость

Использование этого свойства золота позволяет применять его в электронной промышленности. Этот металл обладает высокой электрической проводимостью. При этом он устойчив к окислению. Электропроводность золота по отношению к меди составляет 75%. Сопротивление при 0 º C - 2,065*10-8 Ом. Это основное свойство золота позволяет использовать его в производстве таких сложных электронных приборов, как мобильные телефоны, телевизоры, вычислительная техника, калькуляторы, компьютеры. Удельная теплопроводность благородного металла при 0 º C составляет 311, 48 Вт/(мК).

В этой статье:

Прежде чем говорить о свойствах любого драгоценного металла, нужно понять и определить его химический состав, а также разобраться с физическими свойствами. Поэтому ответ на вопрос «из чего состоит золото» следует искать прежде всего на школьных уроках химии или в интернете, а уже потом можно судить о соответствующей цене уникального по свойствам металла. Ведь высокая стоимость этого вещества появилась не просто так.

Состав драгметалла в природе

Все дело в том, что причины и процессы появления золота на Земле неизвестны науке. Есть отдельные предположения о попадании частиц драгметалла вследствие действия метеоритов и ядерных реакций во время нейтронных взрывов, но это лишь гипотезы. Фактом остается то, что золота на Земле совсем немного, каждый день люди добывают такое количество железа, которое приравнивается ко всему добытому золоту за время существования цивилизации.

Золотые самородки

Поэтому у ученых и алхимиков возникал вопрос о структуре этого металла, а также интересовала . Если знать точную структуру, можно выдвинуть предположения о появлении золота, а уже потом попытаться провести эксперимент и получить золото в лабораторных условиях.

Итак, в природе этот элемент встречается в виде золотых частиц. По подсчетам ученых в литосфере содержится около 5% золота. А вот в ядре Земли по гипотезам его намного больше. Золото можно обнаружить в составе магматических пород, а также на местах разлома тектонических плит или в старых горных хребтах.

Такое месторасположение практически не объясняют геологи, а астрофизики считают это явление следствием наибольших метеоритных атак именно на определенные участки земли. Но, благодаря температурным перепадам, золото из более глубоких шаров выходит на поверхность. И тогда обнаружить его можно в составе железных руд.

В рудах золото присутствует вкраплениями или жилками размерами 0,1-1000 мкм. Редко можно встретить весом в несколько килограммов. А извлечь драгметалл можно из таких видов руд:

золотые руды, которые встречаются очень редко;
железные руды, в которых наиболее низкое в сравнении с остальными рудниками;
медные руды;
свинцово-цинковые руды;
урановые рудники.

Интересно то, что вместе с золотом можно найти примеси таких элементов, как:

висмут;
сурьма;
селен.

А вот серебро никогда не встречается рядом с залежами золота. Иногда залежи находят даже под обычной землей на разных материках.

Физические и химические возможности элемента

С точки зрения химиков, золото - это один из элементов таблицы Менделеева. Химическая формула состоит из сокращения Au от слова aurum. Вся суть заключается в том, что этот драгметалл состоит из изотопов одного вещества и формулы в привычном понимании просто нет. Атомная масса золота 196,9 г/ммоль. К группе благородных металлов его зачислили после проверки взаимодействия с другими элементами, а также с обычным кислородом.

Выяснилось, что золото абсолютно не реагирует ни на серу, ни на кислород, как и на большинство других элементов. Даже если и золото вступает в реакцию, это означает, что только внешний слой металла будет поврежден, но не все вещество.

Кроме того, золото имеет привлекательный внешний вид, а еще оно пластичное, что позволяет изготавливать из золота разные украшения и хорошо проводит ток. Даже минеральные кислоты не могут изменить внешний вид и состав золота. Благодаря этому определяют подлинность металла.

Свидетельствуют о том, что по составу - это уникальный элемент в таблице Менделеева. Чтоб посмотреть на частицы золота, которые входят в состав украшения, нужно выпарить изделие в царской водке. Именно таким образом проводится аффинирование, то есть процесс извлечения золота из примесей.

Физические характеристики золота

Из самого металла нельзя ничего извлечь, золото - это целостный элемент. А вот у производителей возникает вопрос о том, как в промышленных масштабах извлечь золото из руды и очистить его от примесей. Решение этого вопроса можно найти, используя такие процессы, как:

обогатительная флотация, гравитация;
выщелачивание;
сорбция;
цианирование;
амальгамирование.

Все эти процессы проводятся поэтапно и сейчас они механизированны. Еще несколько столетий назад добыча золота происходила вручную без малейшего намека на автоматизацию процесса. Это было возможно из-за еще одной особенности золота - его высокой плотности. Поэтому на смывах с рек золото оседало на самое дно, где его можно было разглядеть. Также следует помнить, что соединения золота с другими металлами или элементами неустойчивы, поэтому драгметалл можно извлечь химическим путем. Последние этапы заключаются в растворении получившегося золота в царской водке и последующем осаждении драгметалла.

Присутствие драгметалла в составе изделия обнаруживают с помощью образования окрашенных осадков и растворов. Для этого используют соединения золота с разными веществами, а также такие процессы, как электрофорез, хроматография, люминесценция. Чтоб определить количество золота в составе какого-то вещества используют методы титрирования, фотометрии, гравиметрии.

В само золото также иногда добавляют примеси. Делается это для того, чтоб удешевить изделие, а также придать ему необходимую форму. Все дело в том, что золото является мягким металлом. Это не критично при изготовлении слитков, которые за счет своей формы не сильно деформируются со временем. А вот золотые украшения вполне могут прогнуться под собственным весом или поменять дизайн в худшую сторону.

Поэтому для того чтоб серьги или цепь оставалась в неизменном виде, в состав добавляют другие металлы, которые называют лигатурой. Лигатура - это примесь к золоту, поэтому от ее свойств будет зависеть не только стоимость изделия, но еще и его характеристики. Например, от вида металла меняется оттенок украшения. Если золото в чистом виде имеет ярко-желтый цвет, то с добавлением меди изделие приобретет красный оттенок. Золото так и называется: красным, желтым, белым, розовым. В качестве лигатур чаще всего используют:

Медь. Она добавляет прочность составу украшения.
Серебро. Драгметалл приобретает благородный оттенок.
Платина - еще более дорогой металл, чем золото.
Никель. Повышает литейные качества изделия, но для изготовления украшений сплав с никелем не подходит.
Цинк понижает температуру плавления, но добавляет хрупкость сплаву.
Кадмий и палладий на практике редко добавляют в сплавы с золотом.

Такое золото с примесями других металлов в составе имеет пробу или каратность. Зная пробу изделия, можно определить содержания чистого золота в нем. Это несложно, поскольку сертифицированные и изготовленные по правилам золотые вещи должны иметь клеймо, на котором и будет указана проба. Составы проб определяются по ГОСТу. Все пропорции должны строго соблюдаться, ведь от этого зависит стоимость изделия.

По стандартам ГОСТ существует около 40 сплавов разных проб. Процентное содержание золота зависит от цели использования драгметалла. Разумеется, что для изготовления украшений берут высокопробное золото, которое выглядит презентабельно. А вот в промышленности можно применять и низкопробные сплавы, которые обладают необходимыми физическими свойствами.

Формулу золота никто не может разгадать по сей день, но многие восхищаются этим металлом и продолжают делать из него культ своей жизни. Но формула драгметалла, а значит и его истинный состав, до сих пор остается одним из вопросов, на который пока нет точного ответа у человечества.

Золото известно человечеству с древнейших времен. Но в античности его ценили исключительно за внешний вид: сверкающие, словно солнце, украшения, были символом богатства. Только с развитием химии, люди поняли настоящую ценность этого мягкого металла, и на данный момент активно используют его в таких отраслях как:

космическая промышленность;
самолето- и судостроение;
медицина;
компьютерные технологии;
и другие.

Эти отрасли обладают очень высокими требованиями к свойствам используемым в них материала. Важность и престижность этих сфер позволяет цене золота не только оставаться на прежнем уровне, но и медленно ползти вверх. Причиной этих свойств является электронная формула золота, которая, как и в случае с любыми другими элементами, определяет его параметры и возможности.

Какие можно выделить ? В детище русского гения драгоценный металл занимает 79 номер, и обозначается как Au. Au — сокращенно от его латинского названия Aurum, которое переводится как «сияющий». Оно находится в 6 периоде 11 группы, в 9 ряду.

Электронная формула золота, которая является причиной ценных — 4f14 5d10 6s1, все это говорит о том, что атомы золота имеют существенную молярную массу, большой вес и сами по себе инертны. Ко внешним электронам такой структуры относятся только 5d106s1 .

И именно инертность золота является его самым ценным свойством. Из-за нее золото очень хорошо сопротивляется воздействию кислот, почти никогда не окисляется, и окислителем выступает невероятно редко.

Следовательно, оно относится к т.н. «благородным» металлам. «Благородными» металлами и газами в химии называют элементы, которые почти ни с чем не реагируют в нормальных условиях.

Золото смело можно назвать самым благородным металлом, так как оно стоит правее всех своих собратьев в ряду напряжений.

Химические свойства золота и его взаимодействие с кислотами

Во-первых, соединения золота с чем-либо еще, кроме ртути, чаще всего распадаются. Ртуть, являющаяся в данном случае исключением, образует с золотом амальгаму, которая раньше использовалась для изготовления зеркал.

В остальных случаях связи недолговечны. Инертность золота в Средние Века заставила думать алхимиков, что этот металл находится в неком «идеальном равновесии», они считали, что оно не взаимодействует абсолютно ни с чем.

В 17-м веке это представление было разрушено, так как обнаружили, что царская водка, смесь соляной и азотной кислот, способна разъедать золото. Список взаимодействующих с золотом кислот следующий:

(смесь 30-35% HCl и 65-70% HNO3), с образованием золотохлористоводородной кислоты Н[АuСl4].
Селеновая кислота (H2SeO4) при 200 градусах.
Хлорная кислота (HClO4) при комнатной температуре, с образованием нестойких оксидов хлора и перхлората золота III.

Кроме того, золото взаимодействует с галогенами. Проще всего удается проводить реакцию со фтором и хлором. Существует HAuCl4·3H2O — золотохлористоводородная кислота, которую получают при упаривании раствора золота в хлорной кислоте после пропускания через него паров хлора.

Кроме того, золото растворяется в хлорной и бромной воде, а также в спиртовом растворе йода. До сих пор неизвестно, окисляется ли золото под действием кислорода, потому что существование оксидов золота еще не доказано.

Степени окисления золота, его связь с галогенами и его участие в соединениях

Стандартными степенями окисления золота являются 1, 3, 5. Гораздо реже встречается -1, это ауриды — обычно соединения с активными металлами. Например, аурид натрия NaAu или цезия CsAu, который является полупроводником. Они очень многообразны по составу. Существуют аурид рубидия Rb3Au, тетраметиламмония (CH3)4NAu, и ауриды состава М3OAu, где М — металл.

Особенно легко их получать с помощью соединений, где золото выполняет роль аниона, и при нагревании с щелочными металлами. Наибольший потенциал электронных связей этого элемента раскрывается в реакциях с галогенами. Вообще, за исключением галогенов, золото как химический элемент, имеет исключительно разнообразные, но редкие связи.

Наиболее устойчивой степенью окисления является +3, при данной степени окисления золото образует наиболее прочную связь с анионом, кроме того, этой степени окисления очень просто добиться посредством использования однозарядных анионов, таких как:

и так далее.

Нужно понимать, что чем активнее анион в данном случае, тем легче он будет вступать в связь с золотом. Кроме того, существуют устойчивые плоско-квадратные комплексы −, которые являются окислителями. Линейные комплексы c содержанием золота Au Х2, которые в меньшей мере устойчивы, также являются окислителями, а золото в них имеет степень окисления +1.

Продолжительное время химики считали, что самая высокая степень окисления золота — +3, но при использовании дифторида криптона, относительно недавно в лабораторных условиях удалось получить фторид золота. Этот очень мощный окислитель содержит золото в степени окисления +5, а формула его молекулы выглядит как AuF6-.

При этом, было замечено, что соединения золота +5 стабильны только со фтором. Резюмируя вышенаписанное, можно уверенно выделить интересную тенденцию тяги благородного металла к галогенам:

золото +1 отлично себя чувствует во многих соединениях;
золото +3 также можно получить через некоторое количество реакций, большая часть которых как-то включает в себя галогены;
золото +5 нестабильно, если с ним не соединен самый агрессивный галоген — фтор.

Более того, связь золота и фтора позволяет добиться очень неожиданных результатов: пентафторид золота при взаимодействии со свободным, атомарным фтором, приводит к образованию крайне неустойчивых AuF VI и VII, то есть молекуле, состоящей из атома золота и шести, а то и семи атомов окислителя.

Для металла, который когда-то считался крайне инертным, это очень нетипичный результат. AuF6 дисмутирует с образованием AuF5 и AuF7 соответственно.

Для провоцирования реакции галогенов с золотом рекомендуется использовать порошок золота и дигалогениды ксенона в условиях повышенной влажности. Кроме того, химики советуют избегать в быту контактов золота с йодом и ртутью.

При восстановлении из окисленного состояния оно имеет тенденцию образовывать коллоидные растворы, чья окраска варьируется в зависимости от процента содержания тех или иных элементов.

Золото играет немаловажную роль в белковых организмах, а соответственно, встречается в органических соединениях. Примерами могут послужить этилдибромид золота и ауротилоглюкоза. Первое соединение представляет собой молекулы золота, окисленного совместными усилиями обычного этилового спирта и брома, а во втором случае золото принимает участие в структуре одного из видов сахара.

Кроме того, криназол и ауранофин, также содержащие в своих молекулах золото, применяются в лечении аутоимунных заболеваний. Многие соединения золота токсичны и при накоплении их в определенных органах, могут приводить к патологиям.

Каким образом химические особенности золота обеспечивают его физические свойства?

Большая молярная масса делает блистательный металл одним из самых тяжелых элементов. По весу его обгоняют только плутоний, платина, иридий, осмий, рений и несколько других радиоактивных элементов. Но радиоактивные элементы в вопросе массы являются вообще особенными — их атомы в сравнении с атомами обычных элементов гигантские и очень тяжелые.

Большой радиус, способность формировать до 5 ковалентных связей и расположение электронов на последних осях электронной структуры обеспечивают следующие качества металла:

Пластичность и тягучесть — связи атомов этого металла легко разрываются на молекулярном уровне, но в то же время они медленно восстанавливаются. То есть атомы перемещаются с разрывом связей в одном месте и возникновением в другом. Благодаря этому проволоку из золота можно делать огромной длины, и именно поэтому существует сусальное золото.

Выходит, что тот или иной элемент все же перегоняет золото по одному из его полезных особенностей. Но золото держит марку именно потому, что оно имеет комбинацию из важных атрибутов.

Связь химических свойств золота с его редкостью и особенностями добычи

Этот элемент почти всегда встречается в природе в двух видах: самородки или почти микроскопические крупицы в руде другого металла. При этом, распространенный штамп о том, что самородок блестит и вообще хоть как-то похож на слиток, следует забыть. Самородки встречаются нескольких видов: электрум, палладиевое золото, медистое, висмутовые.

И во всех случаях имеется существенный процент примесей, будь то серебро, медь, висмут или палладий. Месторождения с крупицами называются рассыпными. Получение золота — сложный технический и химический процесс, суть которого заключается в отделении драгоценного металла из руды, руды или породы посредством амальгамирования, или применения ряда реагентов.

При этом, оно относится к рассеянным элементам, то есть тем, которые не встречаются особо крупными месторождениями и не попадаются крупными кусками чистого элемента. Это — результат его низкой активности и стабильности некоторых соединений с ним.

Сегодня золото ценится во всем мире. Нет ни одной девушки, которая бы не мечтала о золотых украшениях. Драгоценный металл обрел огромную популярность достаточно давно. Еще в глубокой древности с его помощью изготавливали ювелирные изделия, обереги и посуду. Сегодня приобрести изделие из золота не составит особого труда. Многочисленные ювелирные магазины предлагают огромный ассортимент.

Немного истории

Мало кто знает, что золото - это первый металл, который был найден человечеством. Еще с эпохи неолита начинается история открытия химического элемента. Золото за несколько тысячелетий до нашей эры широко использовалось в Древнем Египте, Китае, Риме, Индии. Упоминание о драгоценном металле можно встретить в «Одиссее», Библии и других памятниках древней литературы. Древние алхимики называли золото «царем металлов». А обозначалось оно символом солнца.

В тех местах, где зародились первые цивилизации, как раз-таки и начали масштабно добывать золото. Это восточное Средиземноморье, долина Инда, Северная Африка. Золото предпочитает одиночество. Чаще всего его находят в самородном виде. В древности металл собирали вручную. Чтобы собрать один грамм золота, приходилось работать сутками.

Тесно связана с различными географическими открытиями история химического элемента. Золото удавалось обнаружить практически сразу на новой земле.

Золото в природе

Химический элемент Золото в природе распространен достаточно широко. В среднем в литосфере содержится около 4,3·10 - 7 %, исходя из массы. Стоимость металла является высокой за счет сложности его добычи. Золото содержится также в магматических породах. Здесь оно рассеяно. В земной коре образуется гидротермальное месторождения золота, которое играет огромную роль в промышленности. В самородном состоянии этот металл чаще всего добывают в рудах. Лишь в редких случаях образуются минералы с висмутом, сурьмой, селеном и т. д.

Химический элемент Золото содержится также и в биосфере. Здесь он мигрирует в комплексе с различными органическими соединениями. В речных взвесях нередко можно встретить металл. Один литр природной воды может содержать около 4·10 -9 % драгоценного металла. В местах золоторудных месторождений в подземных водах золото может содержаться в гораздо большем количестве. Как свидетельствует история химического элемента, золото удавалось находить даже в виде целых залежей драгоценного металла под землей.

Сегодня золото добывают в 40 странах мира. Основные запасы драгоценного металла сосредоточены в государствах СНГ, Канаде, ЮАР.

Физические свойства драгоценного металла

Золото - это достаточно пластичный металл. Он с легкостью поддается механическому воздействию. Золото хорошего качества может быть вытянуто в проволоку или выковано в плоские листы. Металл устойчив к различным химическим воздействиям, легко проводит электричество и тепло. при комнатной температуре составляет около 19,32 г/см 3 .

Химический элемент Золото характеризуется ярко-желтым цветом при условии отсутствия примесей. Но чистое золото в природе практически не встречается. Даже в банковских слитках металл представлен не в идеально чистом виде. В природе же он встречается с добавлением серебра, меди и т. д.

Золото достаточно легко полируется. Благодаря хорошей светоотражающей способности металл очень ценится в ювелирном деле. Удивительно, что через тонкие листы драгоценного металла могут проходить даже солнечные лучи. При этом их температура будет снижаться. Неслучайно в современном строительстве химический элемент Золото используют для тонирования окон.

Химические свойства золота

Как свидетельствует история открытия химического элемента, Золото было известно еще задолго до появления таблицы Менделеева. Но и в ней металл занимает почетное место. В таблице Золото указано под атомным номером 79 и обозначается латинскими буквами Au. Валентность драгоценного металла в химических соединениях чаще всего +1 или +3.

На протяжении многих столетий химики проводили огромное количество опытов над золотом. Было выяснено, что кислород и сера, которые имеют агрессивное воздействие на большинство металлов, на золото не оказывают совершенно никакого влияния. Исключением могут быть лишь его атомы на поверхности.

Состав золота определяет его химические свойства. Металл не реагирует с фосфором, водородом, азотом. А вот с галогенами Золото образует соединения при нагревании. С хлорной и возникает реакция даже при комнатной температуре. Эти реактивы доступны только в лабораториях. А вот в быту опасность для металла может представлять раствор иодида калия и йода.

Минеральные кислоты и щелочи в большинстве случаев не действуют на золото. Именно на этом свойстве основывается способ определения подлинности драгоценного металла. Мало кто знает, как находят золото среди множества ювелирных изделий. Украшение заливают азотной кислотой. Золото под воздействием химического вещества не изменит своего внешнего вида. А вот другой металл может вступить в реакцию.

Как находят золото?

Наиболее часто золото добывают из россыпных месторождений. При этом используется метод отмучивания. Он основывается на разности плотности и золота. Как получить золото высокого качества, могут знать лишь настоящие профессионалы своего дела.

Популярными являются такие способы, как амальгамация и цианирование. Таким образом начали добывать золото в Америке и Африке в конце девятнадцатого века. Сегодня же коренные месторождения являются основными источниками получения драгоценного металла. Состав золота может зависеть от пород, которые находятся рядом. А также от климатической среды.

Изначально золотую породу дробят и обрабатывают раствором натрия или Далее материал подвергается очистке электролизом. Заранее подготавливают ванну с солянокислым раствором. При прохождении тока через породу примеси выпадают в виде осадка. В результате получается очищенный драгоценный металл.

Где применяют золото?

Многим знакомо золото в форме ювелирных изделий. Между тем металл широко используется в различных отраслях промышленности. При этом состав золота может быть несколько другим. Достаточно часто используются сплавы с другими металлами. Таким образом не только экономится дорогой материал, но и повышается его прочность. Драгоценный металл становится более устойчивым к различным механическим повреждениям.

Качество золота, которое используется в промышленности, обозначается пробой. Таким образом можно выяснить, насколько материал является «чистым». Наиболее часто драгоценный металл разбавляют медью. Сплавы с серебром могут использоваться в электротехнике. Наиболее дорогостоящими являются сплавы золота с платиной. Такой материал используется в ювелирной промышленности, а также в производстве химически устойчивой аппаратуры. Соединения Золота с начала XX века применяли еще и в фотографии. С помощью химического элемента выполнялось тонирование.

Золото как элемент искусства

В ювелирном деле золото применялось еще с древних времен. Сегодня этот вид промышленности является одним из наиболее прибыльных. Многие изделия, разработанные дизайнерами, пустили на поток. Но актуальными на сегодняшний день остаются украшения ручной работы. Изготовление таких изделий - это настоящее искусство, которое заслуживает пристального внимания.

С тех пор как произошло открытие химического элемента, золото люди начали использовать для изготовления украшений и различного декора. Сегодня дизайнеры, которые не только разрабатывают изделия, но и выполняют их самостоятельно, имеют хороший заработок. Ручная работа в совокупности с дорогостоящим материалом дает отличный результат. Все ювелирные украшения получаются красивыми и оригинальными.

Золото в экономике

В условиях товарного производства функцию всеобщего эквивалента выполняет именно золото. Значение этого металла переоценить сложно. Материал имеет свою потребительскую стоимость. Во многих случаях драгоценный металл может заменить даже деньги. А ценится золото благодаря своим свойствам. Оно может выступать в качестве наилучшего денежного товара. Золото долго хранится, не поддается химическому воздействию, легко делится и обрабатывается.

Один и тот же слиток может использоваться в промышленности, а далее, при небольшой обработке, - становиться материалом для изготовления ювелирного изделия. Можно сказать, что этот драгоценный металл бессмертен.

Банковская сфера

В глубокой древности золото использовалось только для изготовления украшений. Далее оно стало отличным средством сбережения и накопления богатств. Тем, кто знал, как получить золото, не нужно было задумываться о завтрашнем дне. Ведь драгоценный металл стоил достаточно дорого во все времена.

Сегодня золото широко используется для изготовления монет. Но в денежный оборот драгоценный металл не поступает. Монеты или слитки хранятся в финансовых учреждениях в виде сбережений. Инвестирование в драгоценные металлы сегодня на пике популярности. Таким образом можно не только сохранить денежные средства, но и приумножить их.

Что означает проба?

С развитием промышленности многие компании научились изготавливать качественную бижутерию, которая внешне практически не отличается от настоящего золота. Недобросовестный продавец с легкостью продаст доверчивому покупателю «пустышку». Поэтому каждый должен знать, как выбирать золотое изделие правильно.

В первую очередь качество этого драгоценного металла определяется пробой. Даже если украшение поступает в продажу из-за границы, на нем ставится государственное клеймо. Наиболее распространенными являются изделия В них содержится 58,5% чистого золота. Изделия 999 пробы в массовой продаже не встречаются. А вот на слитках, которые наполняют государственный золотой фонд, стоит 990 проба.

О чем расскажет цвет?

Золотые изделия одной и той же пробы могут отличаться по цвету. Внешний вид готовой вещи зависит от примесей. Платина и никель придают сплаву светлый оттенок. Медь и кобальт позволяют получить ювелирные изделия темного цвета.

Огромной популярностью сегодня пользуется Такой сплав получают благодаря добавлению серебра и меди. А вот эксклюзивное черное золото создают с использованием кобальта и хрома. Во многих случаях потребители переплачивают за модные тенденции. При этом содержание золота в изделии может быть минимальным. Всего через несколько лет украшение может обесцениться. Поэтому предпочтение все же стоит отдавать классическому желтому металлу.

Как подтвердить качество ювелирного изделия?

У многих может возникнуть желание выяснить настоящую стоимость ювелирного украшения. Можно обратиться к частному эксперту, но в этом случае результат не будет подтвержден документально. Точное процентное соотношение золота и примесей в ювелирном изделии можно определить в Государственной инспекции пробирного надзора. После проведения процедуры потребителю выдается сертификат, подтверждающий качество. Само изделие во время проведения экспертизы не портится.

Где приобрести золото?

Все зависит от конечных целей. Если необходимо купить ювелирное изделие в подарок, можно обратиться в любой специализированный магазин. Гораздо дешевле качественные золотые украшения можно приобрести в режиме онлайн. Предпочтение стоит отдавать традиционному В нем драгоценный металл в чистом виде содержится в наибольшем количестве. Такое изделие сможет прослужить долго и даже будет передаваться по наследству.

Для инвестирования подойдут банковские золотые слитки. Каждое финансовое учреждение предлагает свои условия приобретения золота. Но наиболее выгодные инвестиции не обязательно гарантируют надежность. Предпочтение следует отдавать банкам, которые работают уже более 10 лет и получают положительные отзывы от имеющихся клиентов.