Химический элемент золото (Au): свойства, способы получения и место в периодической таблице Менделеева
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.
Нахождение в природе
Золото везде. 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, подразделяются на коренные — первичные (постмагматические) и вторичные (россыпные).
Периодическая таблица Д.И.Менделеева — лучшая шпаргалка по химии.
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 золотого песка (шлиха) 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.
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
Золото инертно: 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 [Xe] 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.
Метрическая система проб | 999 | 958 | 916 | 900 | 750 | 585 | 500 | 375 |
Каратная система проб | 24 | 23 | 22 | 21,6 | 18 | 14 | 12 | 9 |
Золотниковая система проб | 96 | 92 | 88 | 86,4 | 72 | 56 | 48 | 36 |
Сплавы с другими металлами
В промышленности применяются сплавы золота с медью, 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!
ИсточникКак читаются элементы в таблице Менделеева?
Например водород(H)-читается как Аш, Азот(N)-читается как Эн,а остальные как?
Есть русское и латинское обозначение каждого химического элемента из таблицы Менделеева. Обычно прооще использовать русское название элемента. Но при названии формулы употребляются латинские названеия.
При этом латинские названия соответствуют русским, если в обозначении элемента более одной буквы. Если в обозначении только один символ, то латинскому названию элемента соответствует название этой буквы.
Существует несколько вариантов произношения химических элементов в периодической таблице Д. И. Менделеева.
Большинство из них читаются (произносятся) в соответствие с русским названием.
Литий (Li) читается как Литий.
Неон (Ne) читается как Неон.
Хлор (Cl) читается как Хлор.
Произношение нескольких элементов совпадает с символом, который используется для записи химического элемента в периодической таблице.
К ним относятся:
Кроме того, есть элементы, которые читаются в соответствие с латинским названием.
Кремний (Si) — Силициум (Silicium).
Медь (Cu) — Купрум (Cuprum).
Серебро (Ag) — Аргентум (Argentum).
Олово (Sn) — Станнум (Stannum).
В таблицах, которые я привёл ниже, представлена подробная информация о 118 химических элементах, которые известны на данный момент.
Помню из химии элементы в таблице Менделеева читались в соответствии со словами латинского языка. Произносятся они, в основном, так как и называются. Например, бериллий, так и будет произносится в формулах.
Обращайте внимание на сокращенные буквы латинницы — если одна буква, то и читайте, как одну букву, например, аш — водород. Если две буквы в сокращении, то произносить полностью элемент, как называется, например Al — алюминий и т. д. Вот некоторые названия элементов:
Запомните простое правило: если видите в таблице одну букву, то читайте ее так, как читается сама буква в английском алфавите. Это касается всех одиночных букв, кроме F (фтор), B (бор), I (йод), K (калий). Остальные названия, которые состоят из двух букв нужно читать так, как называется элемент.
Вот полный список названий с переводом на английский и латиниский:
Элементы, обозначаемые одной буквой латинского алфавита, читаются по названию этих букв в латинском алфавите. Элементы, обозначаемые двумя буквами, читаются по латыни, например медный купорос CuSO4 читается: «Купрум Эс О Четыре».
Таблица Менделеева включает в себя в упорядоченном положении сочетание всех имеющихся химических элементов. Такая таблица имеет вот такой вид:
А вот информация относительно прочтения всех химических элементов:
Многие элементы в таблице Менделеева, как пишуться так и читаются, как правило русского языка, как слышится так и пишется. Нам с вами важно знать как польностью пишеться каждый элемент, ведь в таблиице, лишшь сокращённые названия, такие как предлагает нам автор вопроса — это водород (H), он так же и читается как (Аш). Но есть и такие элементы в таблице Менделеева как например свинец
всего две буквы «Pb» но произноситься он уже как (плюмбум). Давайте же изначально с вами вспомним знаменитую таблицу Менделеева, выпишем из неё все элементы, найдём полное их название, для этого нам придётся обратиться к информационным источникам и сведениям, поискать в учебниках, образовательной литературе, в учебниках по химии; и просто прочитаем полные названия элементов, и добавим наше произношение в отдельную графу к таблицу, которую мы разлинуем и поделим на графы.
Наша знаменитая таблица химических элементов, сейчас все вспомнили, у многих она была на обороте тетрадки по химии как памятка и шпаргалка. Теперь нарисуем отдельную таблицу элементов из таблицы.
Итак в первой графе у нас будет сам химический элемент, его название на русском языке; во второй, латинское его название; в третьей, символ, то что мы привыкли видеть на таблице Менделеева, в четвёртой графе, как раз и будет самое нужное для нас произношение данного элемента в формуле и с правильным ударением на слоге, чтобы вы видели как правильно его произносить или читать; и в заключительной пятой графе мы укажем относительную атомную массу каждого из этих элементов.
ИсточникТаблица названий химических элементов с их произношением
Строение веществ и их переходы из одного состояния в другое изучает химия. В первую очередь для успешного понимания науки нужно выучить названия и произношение химических элементов. Существует общепринятая система классификации.
Её первоначальный вариант разработал русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев, назвав свой свод периодической таблицей. Всего же на начало 2019-го года известно 118 элементов.
Классификация химических веществ
Вещество состоит из различных частиц. В его состав входят электроны, нейтроны и протоны. Взаимосвязи элементарных зарядов образуют атомы.
В свою очередь, из них формируются молекулы и кристаллы. Из-за особенностей строения кристаллической решётки — основы вещества — тела могут находиться в твёрдом, жидком или газообразном состоянии. При этом они могут переходить из одной фазы в другую.
Каждому состоянию тела присущ набор свойств. Это характеристики, определяющие индивидуальность вещества, позволяя их отличать друг от друга.
Из наиболее интересных можно отметить: температуру плавления и кипения, строение кристаллической решётки, плотность, термодинамические и фазовые характеристики.
Вещества могут не только изменять свои агрегатные состояния, но и взаимодействовать между собой, образовывая новые соединения. Впервые классифицировать тела попробовал Д. И. Менделеев.
Его периодическая таблица, составленная им с 1869 года по 1871 год, строилась на отличии атомного веса (массы). В современном варианте его система видоизменилась. Так было выполнено сведение веществ в двумерную таблицу, в которой столбцы определяют главные физико-химические свойства, а строки являются периодами, в определённой мере подобными друг другу.
Каждый элемент, внесённый в таблицу, имеет свою историю открытия. Учёные, исследуя то или иное вещество, выделяли в нём индивидуальные особенности, что позволяло им давать названия, ассоциирующиеся с какими-то либо личными убеждениями и сравнениями.
Но перед этим в учёном мире были приняты важные термины:
- Элемент — слово произошло от латинского elementum, обозначающего какую-либо часть. Ученые античного времени говорили: «Как слова состоят из букв, так и тела — из элементов». Слово образовано из отрицательной приставки «а» и «томе» — рассечение.
- Атом — в переводе с греческого языка слово обозначает целое (неделимое).
- Молекула — термин происходит от латинского moles. На русский язык это слово можно перевести как «массив», «глыба».
Как видно из названия, химические совокупности ассоциируются с их свойствами. По этому же принципу давались названия и открытым веществам. Так как исследованиями занимались в основном Европейские учёные, то их названия записывались на латыни.
При этом у подавляющего числа элементов, звучащих на русском, они фонетически близки к латинским.
Правильное произношение
В таблице Менделеева все вещества написаны на латыни. Часто вместе с сокращённым названием указывается полное. Например, Ar — argon, Ba — barium, Au — aurum.
Но для русскоязычного населения полное наименование пишут на русском. Так, Ar — аргон, Ba — барий, Au — аурум.
Произношение их что на латыни, что на русском языке одинаково. Единственное — присутствует акцент. Но существуют элементы, которые имеют двойное название.
То есть, их можно произносить так же, как они и пишутся, или совсем по-другому. К таким веществам относятся:
- Золото — обозначается знаком Au и читается аурум. Слово в переводе с иностранного обозначает «жёлтое».
- Серебро — символизируется символом Ar, может произноситься как «аргентум». Слово имеет индоевропейское происхождение. Arg — обозначает светлый.
- Железо — подписывают знаком Fe, а читают как феррум. С латинского ferrum происходит от fars, что обозначает «крепкий».
- Сера — правильное название sulfur (сульфур). Обозначают её символом S. Интересно, что в древнерусском и старославянском под серой понимали любое горючее вещество, например, жир.
- Свинец — произносится как плюмбум (plumbum). Причина названия элемента доподлинно неизвестна. Сокращённое обозначение элемента — Pb.
- Олово — химический символ Sn. Элемент четырнадцатой группы пишется на латыни как stannum. Произносится также — «станниум». Происхождение записи связывают с санскритским словом, обозначающим прочность.
- Углерод — элемент, обозначающийся знаком C. Латинское название carboneum произносится как «карбон». Слово имеет в названии корень carbō обозначающий «уголь».
- Ртуть — с латинского звучит как «гидраргиум». Hydrargirum произошло от слияния слов «хюдор» — вода и «аргирос» — серебро.
- Медь — международное обозначение Сu. Пишется как cuprum, а произносится «купрум». Считается, что элемент получил название в честь острова Кипр, где находилось много рудников.
- Азот — пишется в зарубежной литературе как nitrogenium. За обозначение принят символ N. На русском языке произносится как «нитрогениум». Слово происходит от древнегреческого ἄζωτоς — «безжизненный».
Названия популярных элементов
В классической периодической таблице указано 118 элементов.
Расположены они по атомным номерам. Но вместе с этим существует и расширенный свод. Он является логическим продолжением труда русского химика и включает возможные, ещё не выявленные вещества.
С учётом расширенной таблицы всего предполагается существование 218 веществ. Вот самые распространённые химические элементы таблицы Менделеева с произношением:
Азо́т | эн | N | Nitrogenium |
Алюми́ний | алюми́ний | Al | Aluminium |
Ба́рий | Barium | Ba | ба́рий |
Бери́ллий | Beryllium | Be | бери́ллий |
Бор | Borum | B | бор |
Бром | Bromium | Br | бром |
Вана́дий | Vanadium | V | вана́дий |
Ви́смут | Bismuthum | Bi | ви́смут |
Водород | Hydrogenium | H | аш |
Вольфра́м | Wolframium | W | вольфра́м |
Ге́лий | Helium | He | ге́лий |
Герма́ний | Germanium | Ge | герма́ний |
Желе́зо | Ferrum | Fe | фе́ррум |
Зо́лото | Aurum | Au | а́урум |
Индий | Indium | In | и́ндий |
Йод | Iodium | I | йод |
Ири́дий | Iridium | Ir | ири́дий |
Ка́дмий | Cadmium | Cd | ка́дмий |
Ка́лий | Kalium | K | ка́лий |
Ка́льций | Calcium | Ca | ка́льций |
Кислоро́д | Oxygenium | O | о |
Ко́бальт | Cobaltum | Co | ко́бальт |
Кре́мний | Silicium | Si | сили́циум |
Крипто́н | Krypton | Kr | крипто́н |
Ксено́н | Xenon | Xe | ксено́н |
Литий | Lithium | Li | ли́тий |
Ма́гний | Magnesium | Mg | ма́гний |
Ма́рганец | Manganum | Mn | ма́рганец |
Медь | Cuprum | Cu | ку́прум |
Молибде́н | Molybdaenum | Mo | молибде́н |
Мышьяк | Arsenicum | As | арсе́никум |
На́трий | Natrium | Na | на́трий |
Неоди́м | Neodymium | Nd | неоди́м |
Нео́н | Neon | Ne | нео́н |
Ни́кель | Niccolum | Ni | ни́кель |
Олово | Stannum | Sn | ста́ннум |
Осмий | Osmium | Os | о́смий |
Палла́дий | Palladium | Pd | палла́дий |
Платина | Platinum | Pt | пла́тина |
Плуто́ний | Plutonium | Pu | плуто́ний |
Ра́дий | Radium | Ra | ра́дий |
Радо́н | Radon | Rn | радо́н |
Резерфо́рдий | Rutherfordium | Rf | резерфо́рдий |
Ре́ний | Rhenium | Re | ре́ний |
Ртуть | Hydrargyrum | Hg | гидра́ргирум |
Руби́дий | Rubidium | Rb | руби́дий |
Свине́ц | Plumbum | Pb | плю́мбум |
Селе́н | Selenium | Se | селе́н |
Се́ра | Sulfur | S | эс |
Серебро́ | Argentum | Ag | арге́нтум |
Стро́нций | Strontium | Sr | стро́нций |
Сурьма́ | Stibium | Sb | сти́биум |
Танта́л | Tantalum | Ta | танта́л |
Тита́н | Titanium | Ti | тита́н |
То́рий | Thorium | Th | то́рий |
Углеро́д | Carboneum | C | цэ |
Ура́н | Uranium | U | ура́н |
Фо́сфор | Phosphorus | P | пэ |
Фтор | Fluorum | F | фтор |
Хлор | Chlorum | Cl | хлор |
Хром | Chromium | Cr | хром |
Це́зий | Caesium | Cs | це́зий |
Цинк | Zincum | Zn | цинк |
Цирко́ний | Zirconium | Zr | цирко́ний |
Следует отметить, что знаковое обозначение элементов принято Международным союзом теоретической и прикладной химии. Его членами являются академии наук, химические общества, и научные организации 57 стран мира.
В качестве аббревиатуры комитета используется ИЮПАК. Именно его члены занимаются стандартизацией в области химии.
Чтение формул и символов
Цифра, стоящая перед веществом, обозначает количество молекул. Элемент же записывают буквенными символами. В устной речи придерживаются правила, при котором называют последовательно, начиная справа, все знаки.
Например, H2O — формула воды, её читают как «аш два о», NaCl (хлорид натрия) — «натрий хлор». Чтобы правильно произносить химические соединения, необходимо знать, как звучат символы элементов. Не стоит забывать и то, что индекс, относящийся к скобкам (группе атомов), произносят с суффиксом -жды.
Например: дважды, трижды, четырежды.
Таким образом, несмотря на то, что существуют русские и латинские обозначения каждого химического элемента, в химических формулах используется только стандартное правило. При произношении соединения употребляют латинские названия. При этом часто они соответствуют русским, особенно если в имени элемента используется более одной буквы.
Если же в названии стоит один символ, то латинскому имении соответствует название этой буквы.
То есть, например, гелий, так и произносится в формулах. Но если встречаются сокращённые буквы латиницы, то нужно произносить элемент полностью, как он и называется, например, Si — сицилициум и так далее. Вот некоторые названия редких элементов:
- Сm — кюрий.
- Сf — калифорний.
- Fm — фермий.
- No — нобелий.
- Lr — лоуренций.
- Hs — хассий.
- Po — полоний.
- Pa — проктаний.
- Gd — гадолиний.
- Er — эрбий.
Интересно и то, что последние элементы, которые добавляют в таблицу Менделеева являются синтезированными. Так, 115 был получен в Дубне. Назвали его moscovium (Mc), произносится на русском — «московий». Элемент 117 назвали tennessine (TS).
Имя ему было дано в честь штата Теннесси.
ИсточникВ честь Юрия Цолаковича Оганесяна было решено назвать 118 элемент. Пишется он как oganesson (Og), читается — «оганесон». Это пока последний элемент, добавленный в таблицу.