К каким металлам относится золото

Золото, так же как серебро и шесть металлов платиновой группы, относится к благородным, или драгоценным металлам.

Первое определение (благородные металлы) отражает свойство золота крайне неохотно вступать в соединения с неметаллическими элементами, в частности с кислородом. С большинством кислот золото также не реагирует. У неблагородных металлов (меди, железа и так далее) взаимодействие с кислородом вызывает окисление — изменения структуры и внешнего вида. Золото в обычных условиях не реагирует с какими-либо природными веществами, и поэтому абсолютно не меняет внешний вид с течением времени.

Второе определение (драгоценные металлы) относится к сочетанию редкости, долговечности и красоты. Именно это позволило золоту с начала истории человечества и до 19 века оставаться самым дорогим металлом.

Физические свойства золота

Золото — элемент 11 группы Периодической системы химических элементов. Из известных 37 изотопов золота, в природе встречается только один стабильный изотоп – 197 Au с атомным весом 197, атомным номером 79. Остальные изотопы, получаемые в атомных реакторах, нестабильны и обладают максимальным периодом полураспада в 186 дней ( 195 Au).

Инвестиции в драгметаллы. Что покупать Золото или Серебро?

В 1947 году в результате эксперимента в ядерном реакторе была осуществлена древняя мечта человечества, которую сделали своей главной целью средневековые алхимики – превращение ртути в золото. Американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн получили 35 мг настоящего золота из ртути. Впоследствии было несколько попыток спекуляции на тему промышленного производства искусственного золота. Однако уже тогда ученые однозначно заявляли о том, что получение золота таким образом настолько дорогостоящий процесс, что он не имеет никакого экономического смысла. В итоге, кусочек искусственного золота выставлен в Музее науки и промышленности (Museum of Science and Industry) в Чикаго, и ситуация остается прежней – получать золото искусственным путем нецелесообразно.

Золото представляет собой металл желтого цвета, очень тяжелый, но при этом мягкий и пластичный.

Золото единственный металл, который в чистом виде обладает желтым цветом. Цвет золота яркий, теплый и приятный. Благодаря цвету, люди с самой древности связывали золото с солнцем.

Плотность золота составляет 19,32 г/см 3 , то есть золото — очень тяжелый металл. Тяжелее его только платина, иридий, осмий и рений. Кубик золота со стороной всего 3,7 см весит 1 кг. Один кубический метр золота весит 19 320 кг, такой же объём железа будет весить почти в три раза меньше – 7 874 кг.

Температура плавления золота составляет 1064,43 °С, температура кипения — 2947°С. Золото в расплавленном состоянии имеет бледно-зеленый цвет. При нагревании выше температуры плавления начинает улетучиваться.

Драгоценные металлы: золото и серебро

Золото является наиболее ковким металлом. Его можно не нагревая расковать в полупрозрачные листочки, толщиной примерно от 1 до 0,1 мкм (толщина человеческого волоса от 80 до 110 мкм), которые при этом сохранят цвет и все свойства золота. Это так называемое «сусальное» золото, которым покрывают купола церквей и предметы интерьера. Из одного грамма золота получается лист площадью примерно в 0,5 м 2 . Таким образом, золотом можно декорировать значительные площади и практически любые материалы. При этом, стоимость самого золота будет относительно невелика и большая часть затрат уйдет на оплату работы мастера и сопутствующих материалов.

Золото очень пластичный и тягучий металл, который позволяет придавать ему любую форму, растягивать и сжимать, сгибать не ломая. К примеру, из одного грамма золота получают 100 метров проволоки диаметром 0,025 мм, которую используют в электронной промышленности для создания электрических цепей в микросхемах.

Также, широкое применение золота в производстве микроэлектроники обеспечивается его низким сопротивлением электричеству, хорошей теплопроводностью и устойчивостью к окислению.

Золото прекрасно отражает инфракрасный свет. Это свойство используют в системах остекления высотных зданий, покрывая стекла тончайшим золотым напылением, не позволяющим инфракрасным лучам проникнуть внутрь и тем самым снижая расходы на охлаждение здания. Золотым напылением покрыты визоры шлемов космонавтов. Золото в комбинации со специальным пластиком полностью защищает глаза космонавтов от агрессивных инфракрасных и ультрафиолетовых излучений, пропуская при этом видимую часть света.

Золото прекрасно поддается различным видам обработки, полировке, пайке, легко образует сплавы с другими металлами. Все эти свойства обусловили широкое применение золота для изготовления ювелирных изделий с самых древних времен.

Химические свойства золота

Химический символ золота — Au, происходит от латинского слова «aurum» — «сияющая заря».

Золото является одним из самых инертных веществ. В обычных условиях оно не реагирует с какими-либо природными веществами. Исключение составляет лишь ртуть, с которой золото при взаимодействии образует амальгаму.

Золото не растворяется в кислотах и щелочах. Исключение составляет царская водка (смесь концентрированных азотных и соляных кислот). Алхимики иллюстрировали растворение золота царской водкой изображением льва, пожирающего солнце.

Также, золото растворяется в жидком броме и в водных растворах цианидов при доступе кислорода. Медленно растворяется при взаимодействии с хлорной и бромной водой, растворе йода в йодистом калии (спиртовой раствор йода обычная вещь в бытовых аптечках).

При нагревании реакционность золота значительно возрастает. К примеру, его можно растворить в горячей концентрированной селеновой кислоте, серной кислоте при добавлении окислителя. При нагреве идет взаимодействие с галогенами и их соединениями, а также с некоторыми другими веществами.

Все соединения золота непрочны и оно достаточно легко восстанавливается до чистого металла. К примеру, соединение ртути с золотом (амальгаму) достаточно просто нагреть до температуры 750-800 °С.

В обычных бытовых условиях мало что химически может повлиять на золотые украшения, однако не следует допускать их взаимодействия с веществами, содержащими ртуть, хлор, йод.

Источник: juvelirum.ru

Физические и химические свойства золота

Характеристики золота, определяющие его реакцию на физическое и химическое воздействие.

Физические свойства золота

Золото — блестящий металл желтого цвета с высокой плотностью, тепло- и электропроводностью, низкой твердостью, хорошей пластичностью и ковкостью.

Плотность золота

Золото обладает высокой плотностью и относится к группе тяжелых металлов. Плотность химически очищенного золота 999 пробы 19,32 г/см³, а «самородного золота» колеблется в диапазоне от 18 до 18,5 г/см³. 585 проба, используемая в ювелирной промышленности, обладает относительно небольшой плотностью — от 12,85 до 14,76 г/см³, так как это сплав золота, палладия, серебра, никеля и меди.

Твердость золота

Золото — мягкий металл, по десятибальной шкале Мооса твердость золота находится в диапазоне от 2,5 до 3 баллов. Очищенное и «самородное» золото легко царапается, а при усилии режется острым ножом.

Тепло- и электропроводность золота

Золото относится к группе металлов с высоким коэффициентом теплопроводности — при температуре 0ºC 311 Вт/(м∙К) . При нагревании его теплопроводность ухудшается. Удельное электрическое сопротивление золота 0,023 Ом ∙мм ² /м, что на 25% выше электрического сопротивления меди.

Температура плавления золота

Золото относится к среднеплавким металлам, температура плавления 999 пробы 1064 ºC, точка кипения чистого золота — 2947ºC. Температура плавления 585 пробы 840ºC, благодаря этому ювелиры могут проводить его переплавку в домашних условиях.

Ковкость и пластичность золота

Высокая пластичность золота позволяет ему сохранять свои свойства при растяжении, прокатке, шлифовании, сжатии и скручивании. Золото вытягивается в проволоку с линейной плотностью 2 мг/м, а при ковке можно получить сусальное золото — листы толщиной 100 нм.

Химические свойства золота

В нормальных условиях золото не вступает в реакцию с большинством химических элементов природного происхождения, не подвержено коррозии, не окисляется и не растворяется в щелочах и кислотах.

Золото взаимодействует с:

• царской водкой — смесью концентрированных соляной и азотной кислот с образованием золотохлористоводородной кислоты ;
• хромовой кислотой в присутствии бромидов и хлоридов щелочных металлов;
• растворами цианида калия и натрия в присутствии кислорода образуя дицианоаураты золота ;
• горячей концентрированной селеновой кислотой с образованием селената золота;
• растворами тиомочевины, тиосульфата в смеси йодида калия и йода;
• теллуром при повышенной температуре;
• галогенами, например, при комнатной температуре с порошком брома образуя трибромида золота или при нагревании с хлором с образованием трихлорида золота.

Соединения золота способны образовывать следующие комплексы:

• хлоридные;
• гидроксокомплексы;
• смешанные гидроксохлоридные;
• бромидные;
• йодидные;
• фторидные;
• сульфидные;
• гидросульфидные;
• тиосульфатные;
• цианидные;
• комплексы с органическими соединениями.

Все растворимые соединения золота характеризуются высокой токсичностью и легко восстанавливаются до металла.

Источник: answr.pro

Золото

ЗОЛОТО, Au (лат. Aurum * а. gold; н. Gold; ф. or; и. oro), — химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,967. Природное золото состоит из стабильного изотопа 197 Au. Получены 13 радиоактивных изотопов с массовыми числами 192-196, 198-206 и периодами полураспада от нескольких секунд до 15,8 лет.

Изделия из золота обнаружены при раскопках наиболее древних цивилизаций эпохи неолита в горах Франции, в кельтских могильниках, в додинастических памятниках Египта, среди наиболее древних культурных слоев в Индии и Китае. Рафинирование золота и отделение его от серебра началось во 2-й половине 2-го тысячелетия до н.э. Первые исследования золота связаны с развитием алхимии, главной целью которой было создание золота из неблагородных металлов.

• Физические свойства
• Химические свойства
• Нахождение в природе

Физические свойства золота

Золото — мягкий ярко-жёлтый тяжёлый металл. Кристаллическая решётка золота кубическая гранецентрированная, параметр а=0,40783 нм (4,0783 Е), физические свойства: плотность (при 20°С) 19320 кг/м 3 ; t плавления 1046,5°С; t кипения 2947°С, удельная теплопроводность (при 0°С) 311,48 Вт/(м•К), удельная теплоёмкость (при 0°С и давлении 1 атм) 132,3 Дж/(кг•К); удельное сопротивление (при 0°С) 2,065•10 -8 Ом•см, при 100°С 2,8873•10 -8 Ом•м; температурный коэффициент электросопротивления 0,0039°С -1 (0-100°С); электропроводность по отношению к меди (при 0°С) 75,0%; коэффициент линейного расширения (0-100 °С) 14,6•10 -6 К -1 ; для отожжённого золота предел прочности при растяжении 100-140 МПа; твердость по Бринеллю 18,9•10 МПа.

Золото обладает самыми высокими по сравнению со всеми остальными металлами пластичностью и ковкостью. Легко расплющивается в тончайшие листочки, так 1 г золота можно расплющить в лист площадью 1 м 2 . Легко полируется. Отражательная способность — высокая. Степени окисления золота +1, +2, +3, +5. В соединениях золота наиболее часто проявляет валентность + 1 и +3.

Двухвалентное золото устойчиво лишь в форме сульфида, остальные соединения Au 2+ разлагаются водой.

Химические свойства золота

Золото обладает исключительной химической инертностью, это единственный металл, на который не действуют разбавленные и концентрированные кислоты. При нормальных условиях золото не взаимодействует ни с кислородом, ни с серой. Золото стойко к действию атмосферной коррозии и различных типов природных вод.

Золото обычно растворяется в водных растворах, содержащих лиганд (образующий с золотом комплексы) и окислитель, но каждый из этих реагентов, взятый в отдельности, не способен растворить золото. Так, например, золото не растворяется в соляной или азотной кислоте, но легко растворяется в так называемой царской водке (смеси 3:1 HCl + HNO3) с образованием золотохлористоводородной кислоты НAuCl4, в хромовой кислоте в присутствии хлоридов и бромидов щелочных металлов, в цианидных растворах в присутствии воздуха или пероксида водорода с образованием цианоауратиона.

Золото растворяется также в растворах тиосульфата, тиомочевины, в смеси Kl + I2, при повышенной температуре оно взаимодействует с теллуром с образованием AuTe2, реагирует со всеми галогенами. Наиболее реакционноспособен по отношению к золоту бром: с порошком золота он вступает в экзотермическую реакцию при комнатной температуре, давая Au2Br6.

Реакция золота с хлором проходит чрезвычайно медленно благодаря образованию поверхностных соединений. Только при температураx выше 200°С достигается высокая скорость реакции, поскольку при этих температураx хлориды золота сублимируют, в результате чего постоянно обнажается чистая поверхность. Продукт реакции — AuCl3. При восстановлении солей золота дихлоридом олова образуется стойкий коллоидный раствор ярко-красного цвета («кассиев пурпур»).

Оксиды золота (AuO2 и Au2О3) можно получить только испаряя металл при высокой температуре в вакууме. Красно-бурый гидроксид Au(OH)3 выпадает в осадок при действии сильных щелочей на раствор AuCl3. Соли Au(OH)3 с основаниями — аураты — образуются при его растворении в сильных щелочах.

Золото реагирует с водородом, образуя гидрид, при давлении от 28 до 65•10 8 Па и температуре более 350°С. Сульфоаураты MeAuS образуются при реакции золота с гидросульфидами щелочных металлов при высокой температуре. Известны сульфиды золота Au2S3 и Au2S, однако последние метастабильны и распадаются с выделением металлической фазы. Характерная особенность золота — резко выраженная склонность к образованию комплексных соединений.

Нахождения золота в природе

Подвижность золота в геологических процессах главным образом связана с воздействием водных растворов. Наиболее реально нахождение золота в гидротермальных растворах в форме различных простых и смешанных моноядерных комплексов Au +1 . К ним относятся гидроксильные, гидроксохлоридные и гидросульфидные комплексы.

При повышенных содержаниях сурьмы и мышьяка возможно образование гетероядерных комплексов золота с этими элементами. Возможен перенос золота в атомарном виде.

В низкотемпературных гидротермальных условиях, а также в поверхностных водах возможна миграция золота в виде растворимых металлоорганических комплексов, среди которых наиболее вероятны фульватные и гуматные комплексы. В гипергенных условиях миграция золота осуществляется в виде коллоидных растворов и механической взвеси. Для золота характерно разнообразие факторов, приводящих к его концентрированию и фиксации. Наряду с изменением температуры, давления и величины pH большую роль в концентрировании золота играет изменение окислительно-восстановительного потенциала среды. В процессах концентрирования золота значительна роль соосаждения и сорбции.

В природе золото главным образом встречается в виде золота самородного, а также в виде твёрдых растворов с серебром (электрум), медью (купроаурид), висмутом (бисмутоаурид), родием (родит), иридием (ирааурид) и платиной (платинистое золото). Известны теллуриды золота AuTe2 (калаверит) и AuTe3 (монтбрейит).

Природные сульфиды золота не обнаружены, однако в ряде мест встречен сульфид золота и серебра утенбогардит (Ag3AuS2). Известен также ряд золотосодержащих теллуридов и сульфидов. Основные генетические типы месторождений золота смотреть в статье Золотые руды.

Наиболее древний метод выделения золота — гравитационный — является ведущим процессом получения золотосодержащего концентрата. Начиная с 1-го тысячелетия до н.э. при извлечении золота из концентратов использовалось амальгамирование (растворение металлической ртутью с последующей отгонкой ртути). В конце 18 в. и в течение большей части 19 в. распространился метод хлорирования.

Хлор пропускался через измельчённый рудный концентрат, и образующийся при этом хлорид золота вымывался водой. В 1843 П. Р. Багратионом предложен цианидный способ выделения золота, который широко используется и позволяет практически полностью выделить золото даже из самых бедных руд.

Для извлечения золота рудный концентрат обрабатывается при доступе воздуха разбавленным раствором NaCN. При этом золото переходит в раствор, из которого затем выделяется действием металлического цинка. Очистка полученного тем или иным путём золота от примесей производится обработкой его горячей серной кислотой.

Экономическое значение золота определяется его ролью основного валютного металла. В технике его используют в виде сплавов с другими металлами. Покрытие золотом применяют в авиационной и космической технике, для изготовления некоторых отражателей, электрических контактов и деталей проводников, а также в радиоаппаратуре.

В электронике из золота, легированного Ge, In, Ga, Si, Sn и другими, изготовляют контакты. Значительная часть золота идёт на ювелирные изделия. Золото применяется также в медицине; радиоактивное золото (обычно 198 Au) помогает диагностировать опухоли.

Источник: www.mining-enc.ru