Золото

Кристаллы золота

Самородок золота

Золото — химический элемент 11 группы (по устаревшей форме ПС — побочной подгруппы 1-ой группы), шестого периода периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Химический символ золота: Au (лат. Aurum).

Чистое золото представляет собой благородный металл жёлтого цвета.

Известно с древнейших времён, поскольку встречается в природе как свободный металл.

Происхождение

Золото в связи с его большим зарядом ядра не может образовываться при нуклеосинтезе внутри звёзд (в них реакции нуклеосинтеза протекают до образования самого стабильного изотопа железа-56). Предполагается, что оно может получаться при взрывах сверхновых и при столкновениях нейтронных звёзд.

Данные космические события редки, времени для создания золота немного, поэтому данного металла в природе очень мало.

Изотопы

Золото — моноизотопный элемент, в природе есть только 1 стабильный изотоп (золота-197). Из искусственно полученных радиоактивных изотопов золота наиболее важен Au-198. Из неустойчивых изотопов золота наибольший период полураспада имеет Au-195 (186 суток).

Нахождение в природе

Среднее содержание золота в земной коре составляет 4,3·10⁻⁷% по массе.

Сразу после своего возникновения Земля была в расплавленном состоянии, и, поскольку золото — тяжёлый и инертный металл, то почти всё оно сейчас находится в земном ядре. Золото, которое сегодня присутствует в мантии и земной коре, в основном имеет астероидное происхождение, оно было доставлено на Землю во время поздней тяжелой бомбардировки 3,8-4,1 млрд лет назад.

Золото в природе находится преимущественно в самородном состоянии, в виде россыпей, или даже крупных кусков металла. Золото иногда встречается в виде природных сплавов с серебром, медью, висмутом, сурьмой, палладием, осмием, иридием, платиной.

К ним относятся электрум (природный сплав золота и 25 — 45 % серебра), порпесит AuPd, бисмутоаурит (Au, Bi); родистое золото, медистое золото, иридистое золото, платинистое золото, ауросмирид.

Немногочисленные минералы золота представлены в основном теллуридами: креннерит AuTe₂, калаверит AuTe₂, сильванит AuAgTe₄, петцит Ag₃AuTe₂, мутманит (Ag, Au)Te, монтбрейит Au₂Te₃, нагиагит Pb₅AuSbTe₃S₆.

Встречаются также минералы золота с селеном.

Оно также есть и в морской воде (около 5 кг золота в 1 кубическом километре воды).

Получение

Золото из руд выделяют методами цианирования (реакция золота с водными растворами цианидов в присутствии воздуха) и амальгамацией (растворение в жидкой ртути).

Добыча

Лидерами добычи золота являются Китай, ЮАР, США, Австралия, Перу и РФ.

Физические свойства

Золото в чистом виде имеет ярко-жёлтый цвет, и это один из немногих окрашенных металлов (кроме него окрашены только медь, цезий и осмий). Коллоидное золото может иметь красный и пурпурный цвет (т. н. кассиев пурпур).

В очень тонких листочках золото просвечивает зелёным или синевато-зеленым цветом.

Добавки серебра придают золоту зеленоватый оттенок, а меди — оранжевый или красноватый.

Белое золото — это его сплав с палладием.

Золото — мягкий металл, может царапаться ногтем и в чистом виде быстро истирается, поэтому его сплавляют с другими металлами (см. выше). Твёрдость по Моосу — 2,5.

Температура плавления золота: 1064 °C (1337 К), кипения — 2856 °C (3129 К).

Золото — очень тяжёлый металл (плотность 19,32 г/см³), ковкий и пластичный. Оно обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением (меньше только у меди и серебра).

Химические свойства

Золото стоит в ряду напряжений правее всех металлов и оно является самым инертным из них.

Золото растворяется в смеси концентрированных азотной и соляной кислот (царской водке), адской смеси (смесь концентрированных плавиковой и азотной кислот), в горячей концентрированной селеновой кислоте, концентрированной хлорной кислоте, смеси серной и иодноватой кислот (способ получения сульфата золота).

Растворяется оно и в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии кислорода, на этом основан метод цианирования — промышленного выделения золота из руд.

Со фтором, хлором и иодом реакция проходит при нагревании, с хлорной водой и жидким бромом — при комнатной температуре.

С кислородом золото не реагирует, оксид получают косвенным путём.

Золото легко растворяется в жидкой ртути, образуя сплав (амальгаму). На этом основан метод получения золота и руд — амальгамирование (см. выше).

Все соединения золота легко восстанавливаются до свободного металла.

Вместе с платиновыми металлами, железом, кобальтом и никелем относится к сидерофильным элементам.

Применение

Золото в слитках

• Для запасов, в виде стандартных слитков чистого золота (чаще по 1 кг).
• Как средство вложения капитала.
• Производство золотых монет, медалей и т. д.
• В ювелирном деле.
• Некоторые соединения золота применяются в медицине.
• В электронике: микросхемы, контакты и т. п.
• Золотые припои, гальванические покрытия, золочение металлов.
• Золото зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е175.
• Радиоактивное золото-198 используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.
• Лекарственные препараты (например миокризин, кризанин, солганал, санкризин).
• В ядерных реакциях, для производства некоторых изотопов франция (например франций-210).

Цены

В 2014 году средняя цена на золото составила $1267 за унцию (при том, что это значение в 2012 году составило $1669).

Интересные факты

• В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн получили 35 мкг золота в ходе эксперимента по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. Золото получилось как побочный продукт. Таким образом, была осуществлена давняя мечта алхимиков, ртуть была превращена в золото. Однако данный способ не годится для промышленного получения золота — ведь такое золото будет несоизмеримо дороже, чем то, которое получают даже из самых бедных руд.
• Теоретически золото может быть получено путём бомбардировки природной ртути-196 нейтронами. Образующаяся радиоактивная ртуть-197 превращается в золото-197 путём бета-распада.
• Золото может быть вытянуто в проволоку длиной 1 км, но с массой всего 2 г.
• В Древней Руси золото сокращённо называлось «златом».

Биологическая роль

Золото не играет никакой биологической роли. Металлическое золото нетоксично. Некоторые растворимые соединения золота ядовиты.

Источники

• Химическая Энциклопедия. Золото.
• Большая советская энциклопедия. Золото.

ИС Данная статья была избранной статьёй в Викисфере