Характеристика золота как металл

Обновлено: 17.05.2024

Золото — минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже – висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди – до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута – до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит – Au, Pd, родит – Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура золота

Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя “проволочки”, “волоски”, или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, “крючковатые” выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.

СВОЙСТВА

Золотые слитки и самородки

Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см 3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Содержание золота в земной коре очень низкое — 4,3·10 -10 % по массе (0,5-5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10 −9 граммов Au, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды.
Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами.
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.
В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков — трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Изделия из золота

Самородное золото – главная форма нахождения золота в природе. Оно концентрируется в гидротермальных месторождениях образуя золотые руды, неравномерно распределяясь в трещиноватом жильном кварце и в сульфидах – пирите, арсенопирите, пирротине и др. В существенно сульфидных рудах самородное золото тонкодисперсное. При окислении руд на земной поверхности мелкое самородное золото частично растворяется и переотлагается; в ряде случаев оно обогащает верхние части рудных тел. Процессы их разрушения приводят к освобождению частиц самородного золота и их накоплению в россыпях; перемещаясь водными потоками вместе с другим кластическим материалом, частицы окатываются, округляются, деформируются, частично перекристаллизовываются; в результате электрохимической коррозии на них образуется тонкая оболочка высокопробного золота, что приводит к общему повышению пробы самородного золота в россыпях.

ПРИМЕНЕНИЕ

По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди.
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198 Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.

Золото. Свойства, применение, интересные факты

Золото — самый популярный драгоценный металл. Но как много вы о нём знаете? Проверьте себя, прочитав эту статью.

Золотые самородки

Немного истории

Поскольку золото можно было найти практически в любой точке мира, оно стало важнейшим элементом почти всех человеческих культур. Начиная с Древнего Египта, где были найдены декоративные золотые предметы возрастом более 5 000 лет.

Красота золота ассоциировалась у древних людей с бессмертием и богатством богов, поэтому из него делали украшения и элементы декора. Кроме того, он стал одной из первых валют, заменивших традиционный бартерный обмен.

Самые первые золотые монеты были отчеканены в царстве Лидия в 550 году до н.э., и с тех пор этот металл остается основным элементом денежной системы. Даже после того, как были приняты современные бумажные деньги, валюты оставались связанными между собой посредством Золотого стандарта — системы, введенной в 1870-х годах, которая фиксировала стоимость этих валют в определенном количестве золота.

Физические и химические свойства металла

Это один из немногих благородных металлов, который можно найти в природе в чистом виде. Чистое золото очень мягкое, всего лишь 2,5−3 балла твёрдости по шкале Мооса. Это плюс для легкой обработки: один грамм можно раскатать в тонкий лист толщиной всего 230 атомов и площадью в один метр. Но мягкость золота — минус для прочности изделий из него, поэтому обычно для производства используют его сплавы с другими металлами (лигатурами).

Золото — хороший проводник тепла и электричества, устойчиво к окислению и коррозии. У него очень высокая температура кипения и плавления.

Температура, необходимая для плавления солнечного металла, составляет 1065 °C, а температура кипения — 2856 °C.

Как добывается золото

Северо-Восточная Сибирь, Куранахское рудное поле. Фото: ПАО «Полюс»

Добыча ведется в таких странах: Южная Африка, Австралия, США, Канада, Россия, Китай и Пакистан. Один из крупнейших золотых рудников — рудник «Аврора», расположенный в Гайане, Африка.

В древности кусочки золота просто находили в реке или на земле. Во времена золотой лихорадки его добывали ручным трудом с помощью кирки и лопаты. К 1853 году появилась гидравлическая горная промышленность, которая заменила независимых золотоискателей. Сегодня золото добывают в крупных открытых или подземных рудниках.

Процесс начинается с того, что геологи берут пробы руды, чтобы определить лучшие места для добычи. Как только горные инженеры узнают, где находится золото и какие другие материалы его окружают, можно начинать процесс добычи.

Если металл расположен близко к поверхности, его добывают открытым способом. Фактически в земле выкапывается огромная дыра, по внутреннему периметру которой подобно спирали вниз уходит дорога. По этой дороге спускается и поднимается техника для добычи и перемещения руды.

Перемещение руды в тоннеле

Золото, лежащее глубже, добывается подземным способом. Для этого приходится рыть длинные тоннели прямо в породе. Это гораздо более трудоемкий процесс, в ограниченном пространстве чаще требуется использовать собственную физическую силу. Для ускорения и повышения эффективности работы используют взрывчатку. Добытую породу вывозят грузовиками и рельсовым транспортом.

Современные способы применения

Золото можно назвать самым популярным драгоценным металлом любой из эпох. Сейчас его применяют в разных сферах деятельности человека: от создания простых украшений до сложных медицинских приборов.

Ювелирные изделия

Золото использовалось для изготовления ювелирных изделий на протяжении тысячелетий. Сегодня до 80% добытого или переработанного металла используется в именно в украшениях. Одна из причин, по которой этот благородный металл так популярен у ювелиров, заключается в его податливости — из золота можно создавать самые тонкие работы.

Конечно, в чистом виде металл ювелиры не используют, обычно украшения делают из сплавов. Для отражения количества золота в сплаве используют пробы. Каждая проба имеет свой цвет, потому что на его оттенок влияет состав лигатуры.

Электроника

Позолоченные коннекторы. Фото: Amazon

Так как золото — хороший проводник, его используют в запчастях электронных приборов. Например, внутри мобильного телефона содержится около 0,034 г драгметалла. Кроме того, золото присутствует во многих разъёмах, кабелях и платах, в том числе в компьютерах, телевизорах и GPS-устройствах.

Медицина

Первое, о чём стоит сказать — это стоматология. Золото считается лучшим наполнителем для кариозных полостей и коронок, мостов и других ортодонтических приспособлений, потому что этот металл пластичен и легко принимает нужную форму. Также он не вступает в реакцию при смешивании с другими металлами.

Небольшое количество изотопов золота используется в некоторых видах лучевой терапии, которую часто применяют при онкозаболеваниях.

Красота

Маска из тончайшей золотой фольги. Фото: Getty Images

Самому желанному из металлов нашлось место и в сфере красоты, т.к. он является хорошим антиоксидантом и может бороться с признаками старения.

Все слышали про молочные ванны Клеопатры, но есть еще одна история: говорят, что царица постоянно делала маски для лица из чистого золота. Сегодня этот драгоценный металл можно встретить в составах многих косметических средств: те же маски, крема, скрабы, пилинги и др. Конечно, его концентрация в них не высока, и стоят такие средства дорого.

Солнцезащита

Чандраян-2 — межпланетная станция для исследования Луны. Фото: ISRO

Ещё одно удивительное свойство этого благородного металла — защита от ультрафиолетовых лучей. Самая масштабная сфера применения золота в таких целях — это космонавтика. Существует специальная «золотая фольга», которой покрывают части космических кораблей, чтобы защитить их от солнечного излучения. Скафандры космонавтов также покрыты позолотой, которая позволяет человеку видеть, и при этом не пропускает вредные лучи.

Кулинария

Мороженое Golden Opulence, украшенное съедобным золотом

Да, вам не показалось. Золото действительно можно есть, и некоторые повара украшают им свои изысканные блюда. В одном из заведений Нью-Йорка можно попробовать пиццу с кусочками золота, стоить она будет $ 2000, а в Абу-Даби можно выпить золотое капучино за $ 20.

На самом деле, люди употребляли золото в пищу ещё в Древнем Египте, веря, что этот металл священен, и придаст им сил. Вред или польза от употребления его в пищу не доказаны.

Награды

Золото стало символом награды за первое место в конкурсах, чемпионатах и других соревнованиях. Из него делают медали для Олимпиады, награды для кинофестивалей и музыкальных премий, даже на менее масштабных мероприятиях победителям часто вручают золотые украшения.

Может ли золото вызвать аллергию?

Нет, чистое золото не может вызвать аллергию. Но украшения из него, как ни странно, могут. В роли аллергена может выступить один из металлов лигатуры — никель, медь

Может ли золото нанести вред здоровью?

Как и в случае с аллергией, опасность могут представлять только примеси других металлов, а не само золото. Например, в нем может содержаться ртуть или даже мышьяк, которые сами по себе опасны для организма.

С какими камнями лучше всего сочетается золото в украшении

Этот благородный металл настолько универсален, что хорошо сочетается со всеми камнями. Исключением можно назвать аквамарин на белом золоте — на нём он почти незаметен, и может потеряться, но кому-то придется по душе и такой вариант.

Также некоторые считают недопустимым сочетать яркие красные камни (например, гранат или рубин) с жёлтым золотом. Но, опять же, это дело вкуса.

Перечень основных свойств золота

Золото вместе с серебром и еще шестью металлами платиновой группы называют благородными, или драгоценными, металлами. Что означают эти определения? Золото очень неохотно вступает в соединения с химическими элементами, которые не относятся к металлам. Самым простым примером является взаимодействие с кислородом: ведь неблагородные металлы в этом случае окисляются, а золото сохраняет свой внешний вид и структуру. Именно за эти качества желтый металл и получил определение «благородный». Редкость золота в природе, его долговечность и красота позволили ему получить еще и статус драгметалла. Каковы главные свойства золота?

Характеристика физических свойств металла

Золото — один из самых тяжелых металлов, которые известны человеку. Металл относится к 11 группе таблицы им. Д.И. Менделеева. В настоящее время известно 37 изотопов элемента, из которых в природе можно найти только один — Au197.

Золото как химический элемент известно еще в древнейших времен. Описание внешнего вида металла и его свойства интересовали многих ученых, относящихся к разным эпохам истории человечества. Золото — единственный металл, который обладает красивым желтым цветом изначально. В чистом виде цвет драгметалла яркий и теплый, не зря во все века его связывали с солнцем.

Плотность золота равна 19,32 г/см3, еще большей плотностью обладают только платина, осмий, рений и иридий. Представьте себе золотой куб с ребром в 1 метр — его вес составит 19,32 тонны. Вес такого же куба железа будет в три раза меньше – около 7 880 кг.

Золото плавится при температуре 1064,43°С – при дальнейшем нагревании начинает улетучиваться, отметка кипения находится на уровне в 2947°С. В расплавленном состоянии цвет металла сменяется с желтого на бледно-зеленоватый.

Твердость золота по шкале Мооса составляет всего лишь 2,5-3,0, в чистом виде металл отличается мягкостью. Именно поэтому в чистом виде драгметалл используется редко: для повышения твердости его сплавляют с другими элементами – серебром, медью, палладием. Многие при просмотре видео исторического характера или прочтении книг замечали, что часто герои пробуют золото «на зуб». Это действие как раз и помогало выявить обман: на золотых монетах оставался след от зуба, на поддельных из-за наличия других элементов в составе такой след оставить невозможно.

Золото во все века использовалось для изготовления различных изделий – украшений, посуды, статуэток. Подобное применение металла обеспечивают два важнейших свойства металла: ковкость и пластичность.

Желтый металл отличается от всех остальных наибольшей ковкостью. Его можно без нагрева расковать в тоненькие листочки толщиной до 0,1 мкм. Даже в таком «раскатанном» состоянии золото сохранит и цвет, и свои главные свойства. Примером подобного использования металла является сусальное золото для покрытия церковных куполов. Повышенная пластичность и тягучесть драгметалла также используется на благо промышленности: из золота растягивают тончайшие проволоки для микросхем.

Физические свойства золота обеспечивают металлу широкое применение в области микроэлектроники. Металл отличается низким сопротивлением, хорошими показателями теплопроводности и устойчивостью к окислительным процессам. Способность драгметалла отражать инфракрасный свет используют при остеклении высоток, при изготовлении стекол для морских судов, самолетов и вертолетов, визоров шлемов космонавтов.

Благодаря своим физическим свойствам желтый металл легко поддается самым разным видам обработки, включая полировку и пайку. Все эти качества наряду с легким вступлением в сплавы с другими металлами позволили золоту с древних времен занять лидирующее положение основного драгоценного металла и сырья большинства ювелирных изделий.

Характеристика химических свойств металла

Химическое обозначение желтого металла – Au, сокращение от «aurum», что с латыни означает «сияющая заря». Золото относится к инертным веществам. В стандартных условиях оно не вступают в реакции с природными веществами, единственное исключение – амальгама – соединение золота и ртути.

Химические свойства золота исключают растворение металла в кислотах и щелочах. Сделать это можно только в царской водке, представляющей смесь азотной и соляной кислот, причем обязательно в концентрированном виде. На фото трудов алхимиков разных времен можно рассмотреть, что эту реакцию сопровождали рисунком льва, пожирающего солнечный диск.

Золото можно растворить в жидком броме и водном растворе цианидов, но обязательно при наличии кислорода. Металл медленно растворяется в хлорной и бромной воде, в растворе йода в йодистом калии. С повышением температуры способность золота вступать в реакцию с другими соединениями возрастает: его можно растворить в селеновой кислоте. Кислота в этом случае должна быть горячей и иметь высокую концентрацию.

Свойства золота охватывают непрочность его соединений, которые очень легко восстанавливаются до чистого металла. Ту же самую амальгаму требуется просто нагреть до 800°С.

В домашних условиях практически никакие вещества вступить в реакцию с золотом не могут. Но не стоит забывать, что все ювелирные украшения – цепочки, серьги, браслеты, кольца – сделаны не из чистого золота, а его сплавов, где присутствуют другие металлы. Поэтому рекомендуется исключать взаимодействия золотых изделий с веществами, в составе которых есть ртуть, хлор и йод.

Химические свойства золота и его физические характеристики как металла не являются единственными качествами, которые активно используются человеком. У золота есть множество других полезных свойств, не зря оно активно используется в традиционной и народной медицине.

Золото в лечебных целях

Первые способы лечения желтым металлом, как и его основные физические и химические свойства нашли отражение в трудах древних ученых и алхимиков. Изучением золота занимались и во времена Средневековья, научные исследования в этой области продолжаются и сейчас. Ученые разных стран стремятся найти новые способы использования драгметалла в медицине и промышленности.

Еще в древности золото считали средством от многих болезней, настоящим эликсиром жизни. Наши предки считали, что если золото имеет силу над человеком, то оно способно вылечить его недуги: убрать боль, придать сил и бодрости, избавить от стресса, исключить появляющиеся симптомы заболеваний.

Лечебные свойства золота включают в себя:

Снятие воспалений;
Улучшение протекания обменных процессов в организме;
Излечение от аллергии;
Благоприятное воздействие на нервную систему;
Стимулирование мозговой активности и улучшение памяти;
Повышение выносливости организма человека.

При лечении золотом не требуется делать каких-либо особенных процедур, достаточно носить украшения из этого драгметалла. Древние врачеватели считали, что золото продлевает жизнь.

Основные свойства золота лечебной направленности используются обычно в нетрадиционной медицине. Золотые украшения рекомендуется носить всем, кто имеет проблемы с сердцем, печенью, страдает кожными заболеваниями, а также при женских проблемах. Драгметалл способен убивать вирусы и вредные микробы, поэтому может служить средством дополнительной профилактики в сезон гриппа простуды.

Полезные свойства солнечного металла позволяют народным лекарям рекомендовать ношение золота для:

Энергетической подпитки организма;
Приобретения уверенности в собственных силах;
Защиты от сглаза и порчи;
Сохранения хорошего настроения и быстрого восстановления сил;
Успешной борьбы с депрессиями и стрессами;
Продуктивной работы мозга и памяти.

Применение золота в лечебных целях может подойти не каждому: у некоторых людей проявляется индивидуальная реакция на металл.

Тем, кто любит носить много массивных украшений из желтого металла, требуется оценить, не наносят ли они вред организму. Свойства золота, направленные на помощь человеку, могут оказаться во все не полезными в отдельных случаях. При наличии чувствительности к металлу может ухудшиться рост волос, проявиться депрессия или просто преобладать плохое настроение, начаться разрушение зубов, наблюдаться сбои в работе внутренних органов или просто аллергия на кожных покровах. В таких ситуациях использование золотых украшений необходимо строго ограничить.

Немного о магии золота

Золото считается солнечным металлом, очень мощным и сильным элементом. Магические свойства золота, как металла Солнца, воздействуют на сильных людей, у которых в космограмме ярко выражены мужские знаки. По знакам зодиака драгметалл рекомендован к постоянному ношению для Львов, Тельцов и Овнов, по самочувствию можно носить украшения из золота Стрельцам, Водолеям, Скорпионам, Близнецам, для остальных знаков ношение золото должно иметь эпизодический характер.

Золото приносит богатство. Магическая характеристика металла свидетельствует о притяжении им новых денег, о наделении человека смелостью и мужеством, которые необходимы для достижения всех поставленных перед собой целей.

Медальон из золота в форме солнца с давних пор считается талисманов для тех, кто работает под землей. Он позволяет сохранить бодрость духа, восстановить физические силы, а также уберегает от обвалов и других несчастий. Медальон из драгметалла, носящийся в области солнечного сплетения, исполняет защитную функцию от любого приворота.

Для тех желающих, кто хочет испытать золото и его волшебное свойство металла, необходимо не просто носить драгоценные украшения, но и верить в их действие. Приобретая уверенность в себе, вы сможете претворить в жизнь все свои цели и мечты, еще недавно казавшиеся недостижимыми.

Самые разные свойства золота – физические, химические, лечебные – обуславливают его ценность в человеческом обществе и спрос на металл в современном мире. На рынке драгметалла уже много лет наблюдается дефицит: предложение намного ниже спроса. Золото, технический анализ которого показывает снижение продаж, постоянно растет в цене, но вот добыча металла год от года продолжает снижаться. Возмещение дефицита металла, который в силу своих характеристик востребован не только в области инвестирования и ювелирного дела, но и широко применяется в промышленном производстве, происходит только за счет плавки и повторного использования желтого металла.

Обозначение золота в таблице менделеева и его свойства

На сегодняшний день это полезное ископаемое представляет огромную ценность в странах всего мира. Любая современная девушка мечтает о том, чтобы ей подарили украшение, которое сделано из золота. Свою популярность, ценность и спрос этот материал получил еще сотни лет назад. В древние времена это был материал для производства посуды, ювелирных изделий, одежды и прочих предметов потребления. Мы будем рассматривать золото как металл, а также, как один из многих элементов в химической таблице Менделеева.

На сегодня, приобретение предмета или украшения, изготовленного из этого благородного металла, не составляет большого труда. Многие продавцы и распространители обладают огромным ассортиментом, поэтому всегда есть выбор.

В данной статье любой желающий сможет узнать обозначение золота в природе, в промышленности, а также в таблице Менделеева.

Исторические данные

Не все могут об это знать, но первый металл, который был обнаружен человеком – это именно золотой самородок. Этот драгоценный материал был известен человечеству еще в период неолита. Задолго до нашей эры, эти самородки использовались во многих древних государствах, а именно:

Китае;
Древнем Египте;
Индии;
Риме.

Упоминания о драгметалле можно встретить во многих литературных произведениях, таких как «Одиссея» и даже в Священном Писании. В древности, люди, которые занимались искусством алхимии, называли это вещество «царем всех металлов». Для верующих этот материал считался символов солнечной силы.

Золото, как ценное вещество и химический элемент, стало добываться в больших количествах в тех местах, где располагались первые цивилизации. Одним из таких мест является древняя Северная Африка. Данное вещество находят в качестве самородков, которые имеют разные размеры. Их очень часто находят отдельно от каких-либо других элементов. Так, как в древние времена не было специальной техники и вспомогательных приборов, и инструментов, добыча проводилась по-простому – руками. На то, чтобы накопить несколько грамм чистого золота, могло уйти двое, а то и трое суток. Это очень кропотливая работа.

Золото, как всемирно известный хим элемент, напрямую связано с многими историческими событиями, а также географическими открытиями. Как только открывалась новая территория, на ней практически сразу обнаруживали залежи драгоценных частиц, если они присутствовали в той местности.

Золото в природе

В природе этот элемент химической таблицы можно встретить довольно часто. Ученые установили, что около 5% всей литосферы состоит из этого материала. Высокая стоимость в основном аргументируется тем, что металл очень трудно добывать, даже при наличии спецтехники. Многие магматические породы содержат в своем составе золотые частицы. Но в таких породах оно представлено рассеянной пылью.

В следствии температурных перепадов, а многих также химических процессов, это вещество в определенных количествах образуется в составе земной коры. В этом случае формула золота немного отличается о той, которая присутствует в камнях, найденных на поверхности. Самородки, которые чаще всего добываются копателями, присутствуют в железных или минеральных рудах. Редко можно видеть соединение с некоторыми минералами, такими, как:

Золото, как природный элемент, можно обнаружить в биосферной структуре.

Его можно найти в составе многих комплексов и соединений, которые содержат в себе множество бактерий и живых организмов. Небольшое количество драгметалла можно увидеть лаже в литре обыкновенной проточной воды.

Если обратиться к истории, то станет известно, что бывали случаи, когда под грунтом находили огромные залежи.

На сегодняшний момент около 40 государств мира широко занимаются добычей и обработкой этого элемента. Большинством всех мировых запасов обладают страны СНГ, Южно-Африканская Республика, а также Канада.

Физические свойства

Если рассмотреть по подробнее, то можно узнать, что формула золота обладает отличными свойствами пластики и гибкости. Этот материал считается самым мягким металлом во всем мире. Именно поэтому его так легко повредить или испортить. Также он с необычайной легкостью поддается влиянию механических воздействий.

Если вещество имеет высокий уровень качества, то не составит труда сделать из него длинную проволоку или ровные пластины. Основным преимуществом элемента является его устойчивость по отношению к различным химическим реакциям и процессам. Также он является очень хорошим проводником, который без трудностей сможет транспортировать через себя электрический ток или определенное количество теплоты.

Если материал полностью чистый и в нем не содержатся какие-нибудь примеси, то его можно узнать по характерной ярко-желтой расцветке. Но абсолютно чистый материал очень редко можно увидеть. Даже те слитки, которые находятся в банках, в качестве экономических запасов или инвестиций, имеют определенное количеств примесей. Чаще всего в природе можно встретить самородки, в которых находится серебро, медь, никель и другие элементы. Для того, чтобы быстро определять наличие посторонних примесей создана электронная формула для анализа состава золота.

Этот материал очень просто полировать. Из-за того, что оно хорошо отражает свет и обладает привлекательным блеском, он очень широко применяется в сфере ювелирной промышленности. Тонкий пласт этого драгоценного элемента может пропустить через себя лучи солнца. Удивительная особенность в том, что во время прохождения лучей, уровень температуры не повышается, а наоборот, падает. Именно поэтому золото используют для того, чтобы сделать качественную тонировку окон.

Химические свойства

Как говорит история, такой элемент, как золото было известно людям еще задолго до того, как оно было установлено в таблице Менделеева. Но даже в таблице этот элемент имеет большое значение. На протяжении многих столетий разные химики в разное время проводили над этим материалом свои эксперименты. Было выяснено, что сера, а также кислород негативно влияют на большинство основных металлов. Но ученые установили, что на золото эти вещества никаким образом не воздействуют. Небольшому влиянию подвергаются только те атомы, которые находятся на поверхности.

Если знать содержание ископаемого, то можно определить все его свойства и характеристики. Если с одними химическими элементами реакция не происходит, то с некоторыми происходит воздействие даже при комнатной температуре. Минеральные кислоты не имеют никакого влияния на золото. Именно по такому принципу определяют, является ли металл настоящим. Также существует свой определенный процесс, который помогает определить, подлинным и является то или иное ювелирное изделие. Для этого предмет необходимо полностью поместить в азотную кислоту.

Если украшение настоящее, то даже при взаимодействии с кислотой, цвет не поменяется. Но если вместо золота находится совершенно другой металл, то может произойти химическая реакция.

Золото (Au) - характеристика, строение и свойства элемента таблицы Менделеева

Среди полезных ископаемых есть такие, что высоко ценятся людьми. Ювелирные украшения и иные аксессуары из драгоценных металлов стали популярными ещё в древности. Одним из самых дорогих материалов считается золото. В таблице Менделеева химический элемент занимает место между платиной и ртутью. В прошлом он подталкивал людей к преступлениям и даже войнам.

История металла
Открытие в природе
Строение атома и физические свойства
Химические особенности
Способы получения
Сферы применения

История металла

Новость о первой найденном золотом самородке датируется аж периодом неолита. Тогда горную породу использовали при изготовлении посуды и различных предметов быта. Металл был распространён в Древнем Египте, Риме, Китае и Индии. В те времена золото называли царём всех металлов. Древние люди верили, что материал жёлтого цвета обладает лечебными и магическими свойствами, он был символом солнца. Позже его стали использовать как платёжное средство. Золото подчёркивало высокий статус владельца, но и было опасно: люди были готовы на любые поступки, чтобы завладеть привлекательным и драгоценным материалом.

Первые цивилизации на территории Центральной Европы, Южной Америки и Северной Африки добывали золото ручным способом. Несколько самородков весом в 8−10 г можно было получить только за 2−3 дня. Поскольку минерал не могли очистить от примесей, в тот период он имел низкую пробу. Во время поздней античности стала набирать популярность алхимия. Люди научились превращать недрагоценные вещества в благородные. Хотя алхимия не достигла больших успехов, благодаря ей существуют современные технологии, которые позволяют добыть из руды золото и очистить его от примесей.

Некоторых людей интересует, почему при открытии металла учёные дали такое название химическому элементу. «Золото» родственно обозначениям солнца на разных языках. Наименование элемента Aurum с латыни переводится как «жёлтый». Слово родственно с «Авророй» (Aurora), богиней утренней зари. На славянском языке «жёлтый» звучало как «зёлто», что близко к золоту.

Открытие в природе

В природных условиях золото встречается часто. Оно составляет почти 5% всей литосферы планеты. Высокая цена металла обусловлена его трудоёмкой добычей даже со специальной техникой. Существует много видов горных пород, в составе которых есть мелкие частицы золота, однако оно представлено рассеянной пылью. Из истории известны интересные факты, что люди находили крупные залежи ископаемого просто под пластами земли.

Химический элемент формируется в земной коре под влиянием перепадов температуры. Материал добывают из железных и минеральных руд. В основном металл встречается в виде самородков, но в природе можно встретить его соединения с серебром, висмутом, медью, селеном или сурьмой. Известные природные твёрдые растворы называются:

электрум (серебристое золото);
аурокуприд (медистое золото);
порпецит (палладистое золото).

Есть вторичные месторождения вещества, которые представляют собой результат разрушения первичных соединений. Причины происхождения таких ископаемых могут быть:

физическими (ветер, вода, колебания температуры);
химическими (химические реакции);
биологическими (бактерии и другие микроорганизмы).

Довольно большой объём химического элемента встречается в морской воде, но добывать его оттуда нерентабельно. Россыпь материала похожа на песок, который разносится течением на далёкие расстояния от первичного месторождения. Небольшое количество чистого вещества можно обнаружить даже в обычной проточной воде.

Сегодня драгметалл добывают во многих странах мира:

Золото обнаружено в Гане, Индонезии и Мексике. Эти страны поставляют золото на мировой рынок металлов. На физической карте он отмечается условным знаком в виде круга с затушёванной левой половиной.

Строение атома и физические свойства

В таблице золото располагается в шестом периоде в подгруппе меди 11 группы. Его обозначение буквами — Au. Элемент имеет порядковый номер — 79. В ядре атома металла находится 79 протонов и 117 нейтронов. На шести энергетических уровнях атома располагаются 79 электронов. Природный элемент существует в виде химически устойчивого изотопа 197Au. Остальные нестабильны и возможны только в условиях ядерного реактора.

Распределение электронов по орбиталям в электронной формуле золота — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 1 . В своих соединениях металл проявляет валентность I. Это обусловлено наличием одного неспаренного электрона. Но для элемента также характерна валентность II.

Золото относится к группе переходных металлов. Абсолютно чистое вещество характеризуется ярко-жёлтым цветом. Если в минерале есть примеси меди, тогда он может обладать красноватым оттенком. Химическому элементу характерна гранецентрированная кубическая кристаллическая решётка.

Основные физические характеристики золота:

температура плавления — 1064,18 °C;
температура кипения — 2856 °C;
атомная масса — 196,96655;
плотность — 19,3 г/см 3 ;
молярный объём — 10,2 см 3 /моль;
твёрдость по шкале Мооса — 2,5.

Вещество характеризуется пластичностью и гибкостью. Золото — самый мягкий среди всех металлов, оно отлично поддаётся обработке. Изделия из этого вещества высокой пробы возможно погнуть и повредить, поэтому их нужно беречь от любых механических повреждений. При изготовлении столовых приборов производители добавляют в золото дополнительные сплавы, которые повышают прочность предметов. Жидкое вещество летучее и способно испаряться ещё до температуры плавления.

Минерал отличается высокой стойкостью к химическим реакциям и процессам. Это отличный проводник, который быстро транспортирует электрический ток и тепловую энергию. Металл легко полируется, после обработки приобретает мягкий блеск. Тонкая пластина, изготовленная из золота, способна пропускать свет. Поскольку температура вещества падает, его можно применять для тонировки окон.

Химические особенности

Золото имеет несколько степеней окисления: +1, +3, -1. Показатель +5 проявляется с фтором, соединение с которым выступает сильнейшим окислителем.

Поскольку элемент характеризуется относительной инертностью, он обычно не растворяется в кислотах. Поэтому его можно очищать от примесей этими соединениями. Однако есть несколько исключений: золото может растворяться в селеновой и синильной кислотах, цианидах, а также в царской водке.

В естественных условиях металл не окисляется под влиянием кислорода. Это одна из причин, почему он считается драгоценным. При высоких температурах вещество взаимодействует с галогенами (йодом, бромом и хлором).

Наиболее устойчивая — степень окисления +3. С однозарядными анионами золото образует плоско-квадратные комплексы. Степень окисления +1 считается относительно устойчивой. Показатель +2 обычно выражен формально, но при нём в веществах половина металла окислена до +1, а другая — до +3. В ауридах степень окисления Au равна -1.

Золото может реагировать с хлорной кислотой при комнатной температуре с образованием нестойких оксидов хлора, оно взаимодействует с кислородом и иными окислителями при комплексообразователях: растворяясь в цианидах, элемент образует цианоаураты.

Способы получения

Современные технологии позволяют получать благородный металл химическими способами. В 1947 году физики из США смогли преобразовать ртуть в золото. Однако такой путь требует крупных затрат, поэтому он не имеет экономического значения.

Популярные способы получения вещества:

Промывка. Поскольку металл обладает высокой плотностью, его можно получить в потоке воды, которая смывает примеси с материала. Предварительно добытые ископаемые дробят, а затем промывают. В результате остаётся шлих, который представляет собой золотой песок тяжёлой фракции. Промывка применяется ещё с древних времён для обработки небольших россыпных месторождений. Сегодня при этом методе используются специальные промывочные установки и драги. Во время промывки специалисты следят не только за мелкими, но и за крупными обломками, которые могут оказаться самородками.
Амальгамация. Этот метод был распространён в Испании в XVI веке. Тогда дроблёную породу сначала увлажняли, затем смешивали со ртутью и дополнительно измельчали на мельницах. После этого получался сплав амальгам, который подвергали промывке для получения золота. Позже дроблёный материал стали пропускать через специальные шлюзы с медными листами, покрытыми тонким слоем ртути. Этот способ применяется только на месторождениях с большим объёмом драгоценного металла. Сегодня он популярен в Африке и Южной Америке.
Цианирование. При этом методе золото смешивают с цианидами в присутствии кислорода. Полученный измельчённый материал обрабатывают раствором цианида натрия, а затем осаждают нужное вещество цинковой пылью или ионообменными смолами. Сначала такой способ использовался на крупных заводах в специальных чанах для дробления добытых ископаемых. Но с развитием технологий было придумано кучное выщелачивание: на водонепроницаемую площадку насыпают руду и орошают её растворами цианидов. Растворившееся вещество попадает в специальные колонны, в которых осаждается.

Есть метод регенерации. Его осуществляют с помощью раствора щёлочи 10%, который воздействует на растворы солей золота и потом осаждает металл на алюминий из горячего раствора гидроксида. Чтобы извлечь элемент из сульфидных руд, используются многоэтапные технологии с высокой степенью очистки.

Сферы применения

Золото давно используется различными странами в виде монет. Однако в качестве монопольного денежного средства их утвердили только к XIX веку.

Сегодня драгметалл используется во многих сферах жизни общества:

Ювелирная промышленность. Именно на эту область приходится большой объём добываемой горной породы. Украшения и аксессуары производят не из чистого вещества, а из его сплавов с другими металлами, которые повышают механическую прочность и стойкость изделий. Обычно золото соединяют с серебром и медью. Дополнительными компонентами служат цинк, кобальт, никель или палладий. Драгметалл определяет устойчивость сплава к коррозии, соотношение меди и серебра — оттенок и механические особенности. Важная характеристика таких изделий — проба. Она определяется содержанием золота в них.
Промышленность. Вещество используется для электрических контактов. Микроэлектроника не обходится без золотых проводников и гальванических покрытий металлом. Обработка оконных стёкол этим материалом позволяет уменьшить потери тепла зимой и предохранить помещения от нагревания ультрафиолетовыми лучами летом. Золотыми припоями смачивают поверхности из разных металлов. Вещество применяется для защиты от коррозии и придания другим материалам дорогого вида.
Стоматология. Золотые сплавы применяют для производства коронок и зубных протезов, которые не портятся.
Фармакология. Вещество часто служит дополнительным компонентом в лекарствах от туберкулёза и ревматоидных артритов. Радиоактивный изотоп, который обозначается 198 Au, применяется для лечения злокачественных опухолей. Перед использованием препаратов необходимо убедиться в том, что у пациента нет негативных реакций на золото.
Пищевая промышленность. Элементом в качестве пищевой добавки E175 декорируют различные блюда.

Во все времена золото служило важным элементом финансовой системы. Этот металл не подвержен коррозии, поэтому ему стараются найти применение в различных областях. Периодически роль металла снижалась в качестве международной валюты, однако банки в любых странах хранят его как самый важный источник ликвидности.

Читайте также: