Какое место занимает золото в таблице менделеева. Золото – химический элемент: полная характеристика

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:

1. (смесь 30-35% HCl и 65-70% HNO3), с образованием золотохлористоводородной кислоты Н[АuСl4].
2. Селеновая кислота (H2SeO4) при 200 градусах.
3. 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.

Золото — элемент 11 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы), шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 79. Обозначается символом Au (лат. Aurum). Простое вещество золото — благородный металл жёлтого цвета. Регистрационный номер CAS: 7440-57-5.

Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности, меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.
Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,321 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает шестое место: после осмия, иридия, рения, платины и плутония. Высокая плотность золота облегчает его добычу. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.

79 элемент таблицы Менделеева 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 (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/см3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летуче, и активно испаряется задолго до температуры кипения.
Линейный коэффициент теплового расширения — 14,2·10-6 К−1 (при 25 °C). Теплопроводность — 320 Вт/м·К, удельная теплоёмкость — 129 Дж/(кг·К), удельное электрическое сопротивление — 0,023 Ом·мм2/м.

Электроотрицательность по Полингу — 2,4. Энергия сродства к электрону равна 2,8 эВ; атомный радиус 0,144 нм, ионные радиусы: Аu+ 0,151 нм (координационное число 6), Аu3+ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6).

Как следует из вышеизложенного, золото обладает целым рядом уникальных свойств: среди металлов имеет наибольшую электроотрицательность, наибольшее сродство к электрону, наибольшую орбитальную плотность, ковкость и пластичность. Это элемент среди металлов, наиболее близкий к неметаллам по своим химическим свойствам, и в то же время по своим физическим свойствам - типичный металл.

Уникальность золота как химического элемента становится во многом понятной при внимательном рассмотрении и анализе его местонахождения в периодической системе элементов Д.И. Менделеева (неразвернутый вариант): имея порядковый номер 79, оно занимает исключительное положение - располагается в самом нижнем левом углу таблицы (рис. 2). Ниже и несколько правее золота находится лишь один элемент - франций, с порядковым номером 87, но он в природных условиях практически не фиксируется. Франций - редчайший элемент из группы редких. Из всех химических элементов (исключая трансурановые) он самый неустойчивый. Период полураспада его наиболее устойчивого изотопа составляет всего 22 мин. Получают франций в ничтожных количествах, не поддающихся взвешиванию, искусственным путем в результате проведения ядерных реакций, в том числе при облучении (бомбардировке) золота ускоренными многозарядными ионами или протонами высоких энергий. По подсчетам, из 5976*10в18 т земного вещества на долю франция приходится всею чуть больше 500 г.
Золото, являясь ближайшим верхним соседом франция по первой группе элементов, также характеризуется соответственно крайне низким содержанием в земной коре. Кларк его хотя и намного выше в сравнении с францием, но тем не менее остается очень невысоким - порядка4 мг/т. Кларк же всех других металлов, расположенных в таблице Д.И. Менделеева ближе франция, т. е. с порядковым номером менее 87, намного выше - в 20-1000 раз. При этом самые низкие кларки имеют металлы, являющиеся самыми близкими соседями золота по таблице - серебро, платина и ртуть, расположенные соответственно в одной подгруппе - выше золота и левее и правее его - в одном ряду с золотом. Именно кларки этих трех металлов примерно в 20 раз превышают кларк золота. Все же остальные металлы, в том числе таллий, свинец и висмут, имеют кларки на 2-3 и более порядка больше, чем золото.

Этим объясняется сравнительно редкая распространенность золоторудных месторождений и, главное, относительно низкие содержания в них золота. Так, по сравнению с молибденом, вольфрамом и оловом промышленные содержания золота меньше в среднем в тысячу раз, в сравнении со свинцом и цинком - в десять тысяч раз. Этим прежде всего, а также сложностью геологического строения золоторудных месторождений и обычно крайне неравномерным распределением в них металлов объясняются высокие цены на золото и использование его в качестве общепризнанного валютного металла.

При крупных запасах месторождения золота могут являться рентабельными для эксплуатации по простейшим флотационно-гравитационным схемам обогащения уже при содержаниях 2-3 г/т. При благоприятных горно-технических условиях и технологических свойствах руд, пригодных для избирательного выщелачивания металла, отрабатываются месторождения и с более низкими содержаниями - 0,5-1,5 г/т. По мере дальнейшего технического прогресса в эксплуатацию, несомненно, будут вовлекаться объекты и с более низкими концентрациями золота, особенно при комплексной переработке руд.

Золоторудные месторождения в свете сказанного - редко встречающиеся образования, в которых концентрация основного полезного компонента в определенном объеме возрастает по сравнению с обычным кларковым фоном не менее чем в сотни-тысячи раз за счет исключительно благоприятного для рудоконцентрирования сочетания совокупности различных факторов - геохимических, структурно-тектонических, палеогидрологических, метаморфических или магматических. Успешные поиски и оценка месторождений золота требуют, очевидно, большого искусства, умелого использования и знания всех этих факторов.

В периодической системе элементов Д.И. Менделеева золото находится в одной I группе со щелочными металлами - Na, К, Rb, Cs - и как последний по своим физическим свойствам является типичным металлом. Однако по положению в группе оно существенно отличается от щелочных металлов: располагается не в главной, а в побочной подгруппе, совместно с медью и серебром. Соответственно и его химические свойства существенно иные. Обусловлено это тем, что наружный электрон атома золота (как меди и серебра) находится гораздо ближе к ядру и, следовательно, сильнее притягивается к нему. По этой же причине ионы золота гораздо легче восстанавливаются. т. е. не отдают, а присоединяют электроны. Различиями в строении электронных слоев элементов основной и побочной подгрупп вызваны и существенные отличия в валентности золота и щелочных металлов.

Исходя из положения в таблице Д.И. Менделеева становится понятным также исключительное многообразие геохимических свойств золота: оно одновременно является сидерофильным, халькофильным и литофильным элементом. Резко проявлены у него также галогенофильные, гидрофильные и особенно биофильные свойства. Хорошо выражены и атмофгдьные (нейтральные) свойства золота, определяющие его “самородность”. Все это обусловливает “космополитизм” золота - способность образовывать промышленные концентрации в итоге весьма разнообразных реакций и геологических процессов. He случайно исседователи ранее относили золото по геохимическим особенностям к различным классам или группам: В.М. Гольдшмидт -к халькофильному классу, В.И. Вернадский - к благородным металлам, Е. Садецки-Кардош - к сидерофильной группе, американские исследователи - к биофильным элементам, А.И. Перельман - к халькофильным металлам и т. д.

Сидерофильные свойства золота хорошо известны и вполне понятны исходя из его расположения в периодической таблице элементов: в ней золото соседствует с платиной (порядковый номер платины 78, золота - 79) - элементом VIII группы с ярко выраженными сидерофильными свойствами. Впервые обстоятельно сидерофильные свойства золота были показаны Ю.Г. Щербаковым, посвятившим этому вопросу детальные исследования. Золото как в рассеянном состоянии, так и в рудных концентрациях явно тяготеет к темноцветным и рудным минералам и горным породам (осадочным, метаморфическим, магматическим), содержащим в существенных количествах железо. Кларк его для железосодержащих минералов и пород явно более высокий, чем для слабожелезистых и лишенных железа. Особенно высокорезультативными оказались работы последних лет по оценке золотоносности железистых кварцитов. Установлено, что они практически постоянно содержат существенные концентрации сингенетичного золота и новообразованные, регенерированные, часто рентабельные для извлечения. Золоторудные месторождения в железистых кварцитах, в первую очередь раннедокембрийские (AR-PR1), занимают в настоящее время одно из важных мест в золотодобыче многих зарубежных стран. Выделены в связи с этим золоторудные месторождения золото-джеспилитовой формации. Они нередко являются весьма крупными по запасам. особенно карбонатно-сульфидной фации. Характерные примеры - месторождения Морро-Велью, Пассажем и Panococ на Бразильском щите, Копперхед и Хилл-50 - на Западно-Австралийском щите, Сентрал-Патрисиа - на Канадском щите.

На территории России золотоносность железистых кварцитов изучена еще слабо или очень слабо, выполнен относительно небольшой объем поисковых работ. Повышенные содержания золота установлены в железистых кварцитах Кривого Рога и Михайловского рудника Курской магнитной аномалии (до 1,5 г/т в отдельных пробах, редко - выше), атакже на юге Сибирской платформы в Якутии (участок Лемочинский) и в Амурской области (участок Хорогочи), где содержания пока оказались невысокими, но но отдельным редким пробам достигают 10-15 г/т. Железистые кварциты Буреинского массива (месторождение Кимканское и др.) специально на золото вообще не оценивалось. В нескольких отобранных штуфных пробах повышенные содержания золота не обнаружены. Однако в железистых кварцитах соседней провинции Хейлуншян Китая, аналогичных по возрасту, известно отработанное золоторудное месторождение со средним содержанием золота порядка 1,5 г/т. Повышенные содержания характерны для гидроксидов железа, магнетита и сульфидов железа. Отмечены повышенные содержания золота (до 1,4 г/т) и в металлической фазе железных метеоритов.

В разрабатываемых зарубежных месторождениях золото-джеспилитовой формации средние содержания золота весьма различны - от 1,5 до 10-15 г/т.

Халькофильные свойства золота менее заметны исходя из положения его в таблице Менделеева, и не случайно в связи с этим взаимоотношения золота непосредственно с серой нередко противоречивы. Более характерна ассоциация золота с железосодержащими сульфидами, поскольку для рудообразования наиболее предпочтительны условия, проявляющиеся одновременно повышенным содержанием железа и серы (сульфидов). Поэтому лучше характеризовать золото как сидерохалькофильный элемент. Непосредственно в таблице Менделеева связь золота с серой выражается характером свойств его ближайших “соседей” по вертикали и горизонтали - серебра и ртути. Оба они типичные халькофилы. He случайна и связь золота с сульфидами, давно учитываемая при поисках и прогнозировании месторождений золота.

Галогенофильные свойства золота давно известны и используются при его растворении. Однако при формальном рассмотрении местонахождения золота в таблице Менделеева они не видны. Фтор, хлор, бром, йод пространственно значительно удалены от золота. Как отражение этого характерно отсутствие минералов золота, содержащих галогены. Галогениды золота - наиболее легко растворимые его соединения. В геологических образованиях тесная связь золота с фтором проявляется довольно часто, но имеет скрытый характер. Как уже отмечалось, наличие фторапатита в золоторудных месторождениях - нередкое явление. Установлены случаи корреляционной связи с фтором.

Биосильные (органофильные) свойства золота выражены интенсивно и проявляются в его тесной связи с различными органическими образованиями. Характерно наличие металлорганических соединений. выявляется все большая значимость золота в жизнедеятельности различных растительных и животных организмов. Углеродистые толщи - генераторы наиболее крупных по запасам месторождений золота.

Непосредственно из таблицы Менделеева важная роль углерода в геохимии золота также особенно не заметна. Однако она становится понятной и, более того, ее можно предсказать, если принять во внимание геохимические свойства углерода и золота, способность различных соединений золота легко восстанавливаться углеродом.

Литофильные свойства золота, как правило, не выражены. Тесная ассоциация его с кварцем обусловливается, по существу, не химическими, а кристаллофизическими и кристаллохимическими свойствами золота и геля кремнезема, повышенной способностью последнего захватывать, транспортировать и удерживать коллоидальное золоте и гидроксидные соединения его типа Au(OH) и Au(OH)3.

Гидрофильные свойства типичны для золота и вытекают из положения его в I группе таблицы Менделеева. Проявляются они в повышенной растворимости его в воде, что установлено экспериментально. В растворенном состоянии одновременно может присутствовать несколько форм золота- катионное, анионное и коллоидное, а также различные гидрооксокомплексы. Роль их в рудообразовании может быть весьма существенной - как в гипогенных, так и в поверхностных условиях.

Атмфильные (нейтральные) свойства золота вытекают из “благородности” золота как химического элемента и являются определяющими в понимании его геохимии, условий концентрированного осаждения и распределения в различных горных породах и минералах. Проявляются они также и в высокой летучести золота. В различных горных породах и минералах золото в подавляющей массе присутствует в виде электронейтральных частиц различных размеров - от мельчайших тонкодисперсных до крупных самородков, массой несколько килограммов.

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.

Золото (Аурум) является 79 элементом таблицы 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:

• Висмут;
• Сурьма;
• Селен.

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.

Здравствуйте! Золото - химический элемент, унесший много жизней. При строительстве Исаакиевского собора в Петербурге купола золотились с помощью золотой амальгамы. Архитектор Огюст Монферран принял меры, чтобы защитить рабочих от паров ртути, но понимал, что они обречены. Зато купола не придется золотить больше никогда.

Так и случилось: все 60 человек погибли от отравления, а собор с тех пор ни разу не золотили.

Кубический километр морской воды содержит 5 кг вожделенного элемента, а если уколоть палец и выдавить каплю крови, в ней будет 0,00025 мг золота. 10 мг содержится в человеческом скелете: если задаться целью выплавить кольцо из людей, понадобится всего 300 человек. Но это золото находится в окружающей среде в настолько рассеянной форме, что извлекать его оттуда невыгодно, а часто и невозможно.

Месторождения, подходящие для добычи золота, - первичные (постмагматические) и вторичные (россыпные).

Первичные месторождения

Химическим элементом Au богата магма - расплав внутри земного шара. Золото есть в верхних слоях мантии и частично в земной коре (впрочем, в ней содержится почти вся периодическая таблица). Магма выходит на поверхность планеты, остывает и превращается в твердую породу. Места, где она содержит столько драгоценного элемента, чтобы окупилась промышленная разработка, и есть коренные месторождения.

Природное золото находят в виде самородков - цельных зерен химически чистого вещества. Часто оно соединено с другими элементами (магма содержит почти все):

• серебром;
• медью;
• металлами платиновой группы;
• висмутом и другими.

Вторичные месторождения

Вторичные месторождения - итог разрушения первичных, так называемого выветривания, которое бывает:

• физическим (причина - ветер, вода, температурные колебания);
• химическим (химические реакции);
• биологическим (бактерии и другие организмы).

Россыпь чистого золота выглядит как песок и порой относится водами на много километров от коренного месторождения.

История открытия элемента

В чистом виде золото попало в руки человека в VI веке до нашей эры. Массовые разработки африканских месторождений начались раньше - около 2000 года до н. э., но методик избавления от примесей не было, и золотые изделия того времени имеют низкую пробу.

Во времена поздней античности (начало нашей эры) по миру начала распространяться алхимия с ее стремлением превращать недрагоценные химические элементы в благородные. Она не добилась успеха, но современная цивилизация благодаря ей владеет многими чудесами - например, техникой добычи химическичистого золота из руды.

Латинское название золота - Aurum (читается как аурум) - «желтый». Оно принято как интернациональное. Символ солнца у алхимиков выглядел как круг с точкой внутри, а в современной химии оно обозначается сокращением Au.

Как получают

Основные способы получения золота в промышленных масштабах дополняют друг друга - например, шлих можно очистить от плотных примесей путем амальгамации.

Промывка

Промывка (шлихование) - древний метод добычи из вторичных месторождений. Песок отмывается благодаря плотности: менее плотные минералы вымываются водой, а шлих оседает.

Масштабная добыча золота автоматизирована: вместо людей работают промывочные устройства и экскаваторы. Однако принцип их действия за последние 2000 лет почти не изменился.

Шлих - не чистое золото. Существуют элементы плотнее - они оседают с песком на дне промывочной емкости. Для финальной очистки используются другие, в частности химические, способы.

Амальгамация

Этот метод тоже известен с древности, но описан в XVI веке. Он возможен благодаря свойству ртути образовывать сплавы (амальгамы) с другими металлами без дополнительного термического или химического воздействия. После избавления от фрагментов пустой породы химические элементы механически разделяются.

Мнение эксперта

Всеволод Козловский

6 лет в ювелирном деле. Знает все о пробах и может определить подделку за 12 секунд

Амальгамация применяется не везде: в ряде стран (с 1988 года - в России) запрещено использовать ртуть из-за смертельной опасности этого элемента для человека.

Цианирование

Способ извлечения драгоценного элемента из руды цианированием основывается на способности золота растворяться в синильной кислоте (цианистом водороде, HCN) и ее солях. Руда обрабатывается слабым (0,03–0,3 %) раствором цианида. Благородный металл реагирует раньше других химических элементов, а после химической реакции осаждается из раствора.

Физические и химические свойства

: в чистом виде не образует оксидов, не подвержено коррозии. Еще у него:

• высокая плотность - 19,32 г/см³;
• среднеплавкость (температура плавления в диапазоне 600–1600 °С - 1064,43 °С);
• низкая твёрдость - 2,5 пунктов по шкале Мооса;
• высокая ковкость (благодаря ей создается позолота);
• высокая пластичность, тягучесть.

Место золота в периодической таблице Менделеева

Элемент располагается в XI группе (подгруппа меди), VI периоде периодической таблицы химических элементов.

Атомный номер (зарядовое число) золота - 79. Это количество протонов в ядре атома, равное количеству электронов, вращающихся вокруг ядра. Атомная масса - суммарная масса протонов и нейтронов (ядра атома) - у золота равна 196,9665 а.е.м. (атомных единиц массы). Природное золото существует в виде химически устойчивого изотопа 197 Au. Все остальные нестабильны и возможны только в условиях ядерного реактора.

Формула

Своей химической формулы золото не имеет, поскольку существует в виде одноатомных молекул. Электронная конфигурация атома Au записывается как 4f14 5d10 6s1 и обозначает точное распределение электронов по орбиталям.

Взаимодействие с кислотами

В силу своей инертности (не абсолютной, но значительной) золото не растворяется в кислотах. Это позволяет использовать их для аффинажа (химической очистки элемента от примесей): сплав обрабатывается кислотой, например азотной, и так избавляется от лигатуры.

Но есть исключения. Чистое золото растворяют кислоты:

• селеновая;
• синильная и ее соли (цианиды);
• азотная в смеси с соляной (царская водка).

Степени окисления и связь с галогенами

В естественных условиях Au не окисляется под воздействием кислорода - это одно из свойств, делающих элемент драгоценным. При нагревании золото взаимодействует с галогенами (элементами XVII группы): йодом, фтором, бромом и хлором, образуя соответственно йодид, фторид, бромид и хлорид.

Стандартные степени окисления - 1 и 3. В лабораторных условиях выведен фторид со степенью окисления +5.

Меры чистоты золота

Государства контролируют оборот драгметалла. Век назад почти в каждой стране работала своя система пробирования, но сейчас большинство приведено к общему знаменателю.

Британская каратная система

В каратной системе (США, Канада, Швейцария) за 100 % принято число 24. Клеймо «18 K» говорит о том, что украшение состоит на 75 % из драгоценного металла, а на 25 % из чего-то ещё - например меди и палладия.

Метрическая система

В России, СНГ, Германии число на клейме - это количество промилле (тысячных долей) золота в сплаве. 500 ‰ - проба 500, 375 ‰ -375. Не существует только пробы 1000 - вместо нее 999,9. Она содержит микроскопическое количество примесей и условно считается чистой.

Золотниковая система

Золотниковая система проб действовала в Российской империи, РСФСР и СССР в 1798–1927 годах. Она основана на русском фунте, равном 96 золотникам, аналогична каратной математически, но делит целое не на 24, а на 96 долей.

Таблица соответствия проб

Посмотрим на три системы в сравнении. Существует также лотовая проба - она по сути повторяет каратную, но берет за сто процентов 16 единиц (лот). Лотовая проба использовалась для пробирования серебра в Европе до введения метрической системы и не имеет отношения к золоту.

Сплавы с другими металлами

В промышленности применяются , серебром, платиной, палладием, никелем и другими металлами. Лигатура меняет свойства сплава. Платина и палладий придают ему белый цвет, цинк и кадмий понижают температуру плавления (но цинк делает сплав хрупким, а кадмий - нет), медь окрашивает в красный и делает тверже.

Применение

Без золота нельзя представить себе:

• ювелирное дело;
• информационные технологии;
• нефтехимическое производство;
• производство измерительных приборов;
• элетронику и микроэлектронику;
• фармакологию;
• ядерные исследования.

До сих пор золото не утратило и первоначального предназначения - оно используется для сбережения и приумножения средств.

Как отличить подделку

Чтобы навариться, выдав изделия из неблагородных сплавов за ценные, мошенники прибегают к уловкам: обжигают серебро на огне, соединяют медь с цинком и оловом. Обращайте внимание на:

• Клеймо - оно должно соответствовать стандарту.
• Цену - если она неправдоподобно низка, это тревожный знак.
• Страну-производитель - проверьте украшение лишний раз, если это Турция, Китай или ОАЭ.

Встречаются советы попробовать вещь на зуб при продавце или испытать химически, капнув на нее йодом. Это действенные для определения подлинности высоких проб способы, но они не всегда приемлемы в обществе. Если продавец вызывает у вас сомнения настолько, что вы готовы кусать его товар, стоит отказаться от покупки.

Заключение

Не кладите золото в ртуть и не проливайте на него синильную кислоту - так оно прослужит дольше. А еще подписывайтесь на мои статьи и делитесь ими с друзьями!