Золото какая связь в химии

Химическая связь возникает благодаря взаимодействию электрических полей создаваемых электронами и ядрами атомов, т.е. химическая связь имеет электрическую природу.

Под химической связью понимают результат взаимодействия 2х или более атомов приводящий к образованию устойчивой многоатомной системы. Условием образования химической связи является уменьшение энергии взаимодействующих атомов, т.е. молекулярное состояние вещества энергетически более выгодно, чем атомное. При образовании химической связи атомы стремятся получить завершенную электронную оболочку.

Различают: ковалентную, ионную, металлическую, водородную и межмолекулярную.

Ковалентная связь – наиболее общий вид химической связи, возникающий за счет обобществления электронной пары посредством обменного механизма –, когда каждый из взаимодействующих атомов поставляет по одному электрону, или по донорно-акцепторному механизму, если электронная пара передается в общее пользование одним атомом (донором – N, O, Cl, F) другому атому (акцептору – атомы d-элементов ).

Что такое МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ связь в Химии? #shorts #youtubeshorts

Характеристики хим связи.

1 – кратность связей – между 2мя атомами возможна только 1 сигма-связь, но наряду с ней между теми же атомами могут быть пи и дельта-связь, что приводит к образованию кратных связей. Кратность определяется числом общих электронных пар.

2 – длина связи – межъядерное расстояние в молекуле, чем больше кратность, тем меньше ее длина.

3 – прочность связи – это количество энергии необходимое для ее разрыва

4 – насыщаемость ковалентной связи проявляется в том, что одна атомная орбиталь может принимать участие в образовании только одной к.с. Это свойство определяет стехиометрию молекулярных соединений.

5 – направленность к.с. в зависимости от того, какую форму и какое направление имеют электронные облака в пространстве при их взаимном перекрывании могут образовываться соединения с линейной и угловой формой молекул.

Ионная связь – образуется между атомами которые сильно отличаются по электроотрицательности. Это соединения главных подгрупп 1 и 2 групп с элементами главных подгрупп 6 и 7 групп. Ионной называют химическую связь, которая осуществляется в результате взаимного электростатического притяжения противоположно заряженных ионов.

Механизм образования ионной связи: а) образование ионов взаимодействующих атомов; б) образование молекулы за счет притяжения ионов.

Ненаправленность и ненасыщенность ионной связи

Силовые поля ионов равномерно распределяются во всех направлениях поэтому каждый ион может притягивать к себе ионы противоположного знака в любом направлении. В этом заключается ненаправленность ионной связи. Взаимодействие 2х ионов противоположного знака не приводит к полной взаимной компенсации их силовых полей.

Поэтому у них сохраняется способность притягивать ионы и по другим направлениям, т.е. ионная связь характеризуется ненасыщенностью. Поэтому каждый ион в ионном соединении притягивает такое число ионов противоположного знака, чтобы образовалась кристаллическая решетка ионного типа. В ионном кристалле нет молекул. Каждый ион окружен определенным числом ионов другого знака (координационное число иона).

ГОЛУБОЕ ЗОЛОТО

Металлическая связь – хим. Связь в металлах. У металлов имеется избыток валентных орбиталей и недостаток электронов. При сближении атомов их валентные орбитали перекрываются благодаря чему электроны свободно перемещаются из одной орбитали в другую, осуществляется связь между всеми атомами металла.

Связь которую осуществляют относительно свободные электроны между ионами металла в кристаллической решетке называется металлической связью. Связь сильно делокализована и не обладает направленностью и насыщенностью , т.к. валентные электроны равномерно распределены по кристаллу. Наличие свободных электронов обусловливает существование общих свойств металлов: непрозрачность, металлический блеск, высокая электро и теплопроводность, ковкость и пластичность.

Водородная связь – связь между атомом Н и сильноотрицательным элементом (F, Cl, N, O, S). Водородные связи могут быть внутри- и межмолекулярными. ВС слабее ковалентной связи. Возникновение ВС объясняется действием электростатических сил. Атом Н обладает маленьким радиусом и при смещении или отдаче единственного электрона Н приобретает сильный положительный заряд, который действует на электроотрицательность.

Источник: studfile.net

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.

Место золота в периодической таблице Менделеева и его общие свойства

Какие можно выделить свойства золота? 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 свойств золота — 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. Царская водка (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.

Вас может заинтересовать: 750 проба золота – цена за грамм в ломбарде

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:

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-.

Вас может заинтересовать: Что такое червонное золото? Обзор и характеристики

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.

1. Мягкость — золото высших проб можно поцарапать ногтем и погнуть зубами.
2. Отличная электропроводность — кристаллическая решетка в молекулах золота широкая и электроны легко путешествуют по золотым деталям. По этому параметру золото уступает только серебру и меди. Но из-за его тягучести, для решения некоторых инженерных задач оно подходит гораздо лучше.
3. Отражение инфракрасного излучения. Чтобы объяснить, почему золото хорошо отражает инфракрасные лучи, придется написать отдельную статью с объяснениями из квантовой механики. Но грубо говоря, свободные электроны в кристаллической решетке гасят частицы излучения. Это позволяет использовать данный элемент в космонавтике, особенно актуально для защиты глаз космонавтов.
4. Устойчивость к коррозии и окислению — результат инертности атомов, из-за которой в правильных условиях хранения изделия из золота могут вечно сохранять свои качества. Кроме того, из-за этого качества сплавы золота применяются для конструирования аппаратуры, которая предназначена для работы в сверхагрессивной среде.

Вас может заинтересовать: Что такое пурпурное золото и каковы его особенности?

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.

Источник: vseozolote.ru

Золото. Виды золота

Золото – это химический элемент побочной подгруппы I группы
6 периода периодической системы Д. И. Дмитрия Ивановича
Менделеева, его атомный номер 79, соответственно атомная
масса 196,9665. Этот благородный металл желтого цвета,
мягкий и ковкий, его плотность составляет 19,32 г/см3, а tпл
1064,4оC. Обозначается золото символом желтый металл «аурум» (лат. Aurum). В природе золото представлено
единственным стабильным нуклидом 197Au. Искусственно же
было получено более десяти радиоактивных изотопов золота,
из которых самый долгоживущий – 195Au с периодом
полураспада 183 суток.

2. История

Чарующий блеск золота освещает всю историю
человеческой цивилизации, одна из самых интересных
глав истории материальной культуры. По мнению
многих ученых, золото было первым металлом, который
человечество начало использовать для изготовления
украшений, предметов домашнего обихода и
религиозного культа. Золотые предмета торговли были
найдены в культурных слоях эпохи неолита (V-IV
тысячелетия до н.э.). Оно всегда было и остается
символом красоты, богатства и власти. Золото – это
«металл царей» и «царь металлов». Золото
символизирует собой удивительное искусство древних
народов, но оно не теряет своего значения и в наши
дни.

3. Виды золота

• Какого цвета золото? Большинство ответит: желтого, кое-кто вспомнит
еще белое и красное. Пожалуй, только специалисты и те, кто
интересуется видами и свойствами этого драгоценного металла,
смогут назвать еще черное, розовое, зеленое, голубое, синее,
коричневое и даже фиолетовое золото. Чем же они отличаются и
какие свойства имеют?
• Привычный желтый цвет – у чистого, без всяческих добавок, золота.
Однако ювелирные изделия из него делать нет смысла, оно мягкое и
легко деформируется
• Чтобы придать изделиям прочность и увеличить срок их службы, в
металл добавляют лигатуру – дополнительные металлы, улучшающие
свойства сплава украшений и изменяющие цвет чистого золота.

4. Жёлтое золото

• Самые распространенные
добавки – это серебро и
медь. Вы наверняка
замечали, что желтый цвет
может иметь красноватый
отлив (когда меди больше,
чем серебра) или лимонный
оттенок (когда количество
серебра превышает
количество меди). Медь
гораздо прочнее серебра,
поэтому изделия с
красноватым отливом
крепче и долгое время не
теряют форму.

5. Белое золото

6. Красное золото

• Красное и розовое золото
• Красный цвет золотым
изделиям придает медь. Чем
больше меди – тем краснее
оттенок. Но из-за того, что
сплав с медью не блестит, в
него добавляют серебро,
которое придает блеск и
благородный вид
ювелирным украшениям.
Розовый оттенок также дает
медь в небольшом
количестве. Кстати, этот цвет
на сегодняшний день
становится едва ли не самым
популярным!

7. Необычные цвета

• Благородный оливковый цвет придает калий, темно-зеленый –
рубидий, голубой – индий, синий – железо и хром, фиолетовый –
калий или алюминий. Все эти виды не отличаются прочностью и не
могут использоваться как основа для украшений. Их применяют как
декоративные элементы, заменяя цветным золотом драгоценные
камни.
• Подвергнув сплав золота с медью специальной обработке, получают
красивый шоколадный оттенок, который завоевывает все большую
популярность на модных показах. А черное золото получают, окисляя
сплав с хромом и кобальтом, либо покрывая готовое изделие черным
родием.

8. Добыча золота

Люди научились добывать золото еще с
незапамятных времен. Первые
упоминания об этом драгоценном
металле относятся к V тысячелетию до
нашей эры. Массовая же добыча
золота, по мнению археологов,
началась в странах Ближнего Востока
около 4500 лет назад. Золото в земной
коре содержится в достаточно
незначительных количествах. Однако
золотоносные месторождения и
участки, где добывают золото, довольно
многочисленны. По оценке, сделанной
в 2011 году, за весь период истории
человечества было добыто около 160
тыс. т. золота. Сегодня мировыми
лидерами по добыче золота являются
Китай, Австралия и США.

9. Применение золота

Тысячелетиями человек использовал
золото для производства ювелирных
изделий и монет, а первые золотые
зубные протезы известны еще со
времен древнего Египта. Однако в наш
прогрессивный век сферы применения
этого благородного металла
значительно расширились.
Все добытое золото в современном
мире распределяется следующим
образом: около 10 % — в
промышленных изделиях, остальные
90% делятся приблизительно поровну
между централизованными запасами (в
основном, в виде стандартных слитков
химически чистого золота),
собственностью частных лиц в виде
слитков и ювелирными изделиями.

10. Интересные факты

1. 1064,43 C’ – такова температура
плавления этого удивительного металла.
Кстати, золото очень хорошо проводит
электричество и даже тепло, при всем
этом еще и не подвержено ржавлению.
2. До нашей эры, древние Египтяне
делали приспособления для отсеивания
золота с помощью овчины (нестриженой).
Кстати, это было целое ремесло, которое и
положило начало легенде про золотое
руно.
3. Гибкость золота очень удивляет, так
как из этого металла можно
изготавливать нитки для швейной
индустрии, а вот одну золотую унцию ,
это 28,35 грамм , можно растянуть в
тонкую проволоку длинной 80
километров.
4. Самый большой , за всю историю
золота слиток весит 200 килограмм или
440 фунтов.

11. Химические свойства

Золото, сокращенно Au — от латинского Aurum, в периодической системе Д.И. Менделеева находится в одной группе с серебром
и медью. Несмотря на это, его химические свойства гораздо ближе к химическим свойствам металлов платиновой группы:
рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина.
Из-за высокого значения электродного потенциала, на золото, по отдельности, не действуют разбавленные и
концентрированные кислоты: HCl(соляная), HNO(азотная), HSO(серная). Из чистых кислот, золото растворяется только в
горячей, концентрированной селеновой кислоте:
2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O
За прошедшие столетия химики, а до них алхимики, провели с «царем металлов» огромное количество различных
экспериментов. Открытие способов превращения неблагородных металлов в золото, всегда было главной целью алхимии. В
результате этих опытов выяснилось, что золото вовсе не полностью устойчиво к химическим воздействиям. Оказалось, что
золото легко растворяется в смеси HNO и HCl, так называемой «царской водке» даже при комнатной температуре. «Царская
водка» стала известна алхимикам еще задолго до открытия соляной кислоты в отдельности, и готовилась ими, по Геберу(8 век
н.э.), перегонкой смеси селитры, медного купороса и квасцов с прибавкою нашатыря и употреблялась для растворения золота.
В наше время «царскую водку» приготавливают: смешением одной части азотной кислоты с тремя частями соляной. В ней
металл растворяется с образованием золотохлористоводородной кислоты:
4HCl + HNO3 + Au = H (AuCl4) + NO + 2H2
В присутствии кислорода золото растворяется в растворах цианидов – солей цианистой кислоты HCN:
8KCN + O2 + 4Au + 2H2O = 4K (Au(CN))2 + 4KOH
С хлором золото реагирует только при нагревании:
2Au + 3Cl = Au2Cl6
Соединения золота непрочны, легко восстанавливаются до металла. Интересна с этой точки зрения реакция трихлорида
«благородного» золота и дихлорида «неблагородного» олова – хлорид восстанавливается хлоридом:
2AuCl3 + 3SnCl2 = 2Au + 3SnCl4
Интересно, что при нагревании золота выше 100°C на его поверхности образуется очень тонкая, окисная пленка, она не
исчезает даже при охлаждении. При температуре 20°C, толщина пленки равна примерно 0,000001 мм.

Источник: ppt-online.org