Простое вещество золото

Зо?лото — 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[5]). — благородный металл жёлтого цвета. Регистрационный номер CAS: 7440-57-5.Праславянское «*zolto» («золото») родственно лит. geltonas «жёлтый», латыш. zelts «золото»[6]; с другим вокализмом: готск. gul?, нем. gold, англ. gold; далее санскр. hira?yam, авест. zaranya, осет. z?rijn? «золото», также санскр. hari «жёлтый, золотистый, зеленоватый», от праиндоевропейского корня *??el- «жёлтый, зелёный, яркий». Отсюда же названия цветов: «жёлтый», «зелёный». Латинское aurum означает «жёлтое» и родственно с «Авророй» (Aurora) — утренней зарёй.

Физические свойства[править | править исходный текст]

Простое вещество золото

Простое вещество золото

Кристаллы чистого золота (99,99 %), выращенные методом химического транспорта в атмосфере хлора
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 19,32 г/см? (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.
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)[2], кипит при 2856 °C (3129 К)[2]. 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)[4].
Химические свойства[править | править исходный текст]

Золото — один из самых инертных металлов, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов. При нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством кислот и не образует оксидов, поэтому его относят к благородным металлам, в отличие от обычных металлов, разрушающихся под действием кислот и щелочей. В XIV веке была открыта способность царской водки растворять золото, что опровергло мнение об его химической инертности.
Наиболее устойчивая степень окисления золота в соединениях +3, в этой степени окисления оно легко образует с однозарядными анионами (F?, Cl?. CN?) устойчивые плоские квадратные комплексы [AuX4]?. Относительно устойчивы также соединения со степенью окисления +1, дающие линейные комплексы [AuX2]?. Долгое время считалось, что +3 — высшая из возможных степеней окисления золота, однако, используя дифторид криптона, удалось получить соединения Au+5 (фторид AuF5, соли комплекса [AuF6]?). Соединения золота(V) стабильны лишь со фтором и являются сильнейшими окислителями.
При взаимодействии атомарного фтора с пентафторидом золота были получены летучие фториды золота (VI) и (VII): AuF6 и AuF7. Они крайне неустойчивы, особенно AuF6, который дисмутирует с образованием AuF5 и AuF7[7].
Степень окисления +2 для золота нехарактерна, в веществах, в которых она формально равна 2, половина золота, как правило, окислена до +1, а половина — до +3, например, правильной ионной формулой сульфата золота(II) AuSO4 будет не Au2+(SO4)2?, а Au1+Au3+(SO4)2?2, однако обнаружены комплексы, в которых золото всё-таки имеет степень окисления +2.
Существуют соединения золота со степенью окисления ?1, называемые ауридами. Например, CsAu (аурид цезия), Na3Au (аурид натрия)[8].
Из чистых кислот золото растворяется только в концентрированной селеновой кислоте при 200 °C:
{\mathsf {2Au+6H_{2}SeO_{4}\rightarrow Au_{2}(SeO_{4})_{3}+3H_{2}SeO_{3}+3H_{2}O}}
Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:
{\mathsf {4Au+8CN^{-}+2H_{2}O+O_{2}\rightarrow 4[Au(CN)_{2}]^{-}+4OH^{-}}}
Цианоаураты легко восстанавливаются до чистого золота:
{\mathsf {2Na[Au(CN)_{2}]+Zn\rightarrow Na_{2}[Zn(CN)_{4}]+2Au\downarrow }}
В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при ~200 °C с образованием хлорида золота(III), то в концентрированном водном растворе соляной и азотной кислот («царская водка») золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:
{\mathsf {2Au+3Cl_{2}+2Cl^{-}\rightarrow 2[AuCl_{4}]^{-}}}
Кроме того, золото растворяется в хлорной воде[9]. Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, образуя трибромид AuBr3[10].
Со фтором золото реагирует в интервале температур 300?400 °C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.
Золото также растворяется в ртути, образуя легкоплавкий сплав (амальгаму), содержащий интерметаллиды золото-ртуть.
Известны золотоорганические соединения — например, этилдибромид золота или ауротиоглюкоза.
Физиологическое воздействие[править | править исходный текст]
Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. Органические соединения золота (препараты кризанол и ауранофин) применяются в медицине при лечении аутоиммунных заболеваний, в частности ревматоидного артрита.
Геохимия золота[править | править исходный текст]

Содержание золота в земной коре очень низкое — 4,3·10-10 % по массе[4] (0,5-5 мг/т[11][12]), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10?9 граммов Au[4], что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды.
Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами.
Золото образует промышленные концентрации в постмагматических, главным образом гидротермальных, месторождениях.
В экзогенных условиях золото является очень устойчивым элементом и легко накапливается в россыпях. Однако субмикроскопическое золото, входящее в состав сульфидов, при окислении последних приобретает способность мигрировать в зоне окисления. В результате золото иногда накапливается в зоне вторичного сульфидного обогащения, но максимальные его концентрации связаны с накоплением в зоне окисления, где оно ассоциирует с гидроокислами железа и марганца. Миграция золота в зоне окисления сульфидных месторождений происходит в виде бромистого и йодистого соединений в ионной форме. Некоторыми учёными допускается растворение и перенос золота сульфатом окиси железа или в виде суспензионной взвеси.
В природе известны 15 золотосодержащих минералов: самородное золото с примесями серебра, меди и др., электрум Au и 25 — 45 % Ag; порпесит AuPd; медистое золото, бисмутоаурит (Au, Bi); родистое золото, иридистое золото, платинистое золото. Остальные минералы представлены теллуридами золота: калаверит AuTe2, креннерит AuTe2, сильванит AuAgTe4, петцит Ag3AuTe2, мутманит (Ag, Au)Te, монтбрейит Au2Te3, нагиагит Pb5AuSbTe3S6.
Для золота характерна самородная форма. Среди других его форм стоит отметить электрум, сплав золота с серебром, который обладает зеленоватым оттенком и относительно легко разрушается при переносе водой. В горных породах золото обычно рассеяно на атомарном уровне. В месторождениях оно зачастую заключено в сульфиды и арсениды.
Различаются первичные месторождения золота — россыпи, в которые оно попадает в результате разрушения рудных месторождений, и месторождения с комплексными рудами — в которых золото извлекается в качестве попутного компонента.

Show More
Добавить комментарий