Назовите что такое золото с точки зрения физики
Свойства, формула и область применения золота
Золото будоражило умы человечества еще со времен Древнего Египта, Месопотамии, Индокитая. Со временем его стоимость только росла, и тенденция роста продолжается по сей день. Этот металл всегда был в цене благодаря своей дефицитности, красоте, а также немаловажную роль сыграли физические и химические свойства драгметалла. С момента открытия химии как науки, ученых интересовала формула золота, которую они поспешили изучить.
Химические свойства и формула
Итак, в таблице Менделеева золото находится под 79 номером и называется Aurum, сокращенное обозначение — Аu. Элемент располагается в одиннадцатой группе шестом периоде. Номер группы указывает на последовательность атомов по возрастанию заряда ядра с однотипным строением электронов.
Эта группа еще называется группой меди. В нее входят: медь, серебро, золото и рентгений (унуний). Чем больше группа элемента, тем больше проявляются его металлические и восстановительные свойства. Период указывает на заполненность электронами внешних оболочек. Это свойство также характеризует возрастание металлических свойств.
Формула золота в электронном виде выглядит так: [Xe] 4f14 5d10 6s1. Как таковой химической формулы металл не имеет, потому что химический состав золота однородный, то есть из одного вида атомов. Зато золоту присвоили международный регистрационный номер, он записывается так: CAS: 7440-57-5.
Золото, как и другие элементы в таблице, обладает химическими свойствами. Металл находят чаще всего в виде изотопов 197 Au. Валентность драгметалла +1 или +3. Поскольку алхимиков всегда интересовал способ искусственного образования золота, они досконально изучили все свойства. И пришли к выводу, что металл оказался не таким прочным и инертным, как считалось раньше.
До этих экспериментов золото ценилось еще и потому, что его нельзя было повредить ни одним химическим веществом, оно не меняет внешний вид со временем. Тем более что такие сильные вещества, как сера, кислород не действуют на золото вообще. Не дают реакций и следующие вещества: водород, азот, фосфор. Только галогены образуют соединения с драгметаллом, и у такого золота появляется химическая формула AuCl3, AuBr3.
Не стоит контактировать золоту с йодно-спиртовым раствором. Золото растворяется в царской водке — это смесь азотной и соляной кислот, которые используются в производстве для аффинажа, то есть очистки золота. Об этом средстве первым догадался арабский алхимик Гебер. При проведении этой операции образуются кристаллы золота, которые потом еще нужно осадить, например, с помощью медного купороса.
Также золото растворяется в нагретой селеновой кислоте. А вот в серной кислоте процессы происходят только в присутствии окислителей вроде диоксида марганца, азотной или йодной кислоты. Образовавшиеся дицианоаураты обрабатывают и получают чистое золото из руды.
А подлинность металла проверяют с помощью азотной кислоты. Реактив добавляют в чашку, нагревают её на плите и помешивают, доводя до кипения. Если никаких реакций не происходит, металл остается на месте и не растворяется — значит, он подлинный.
Мелкие частички золота не выпадают в осадок, а образуют вещества, называемые коллоидами. Частицы свободно плавают в толще раствора, придавая ему мутности. Коллоид можно закрасить. Если добавить восстановитель гидразин, раствор приобретет голубой оттенок.
А смесь коллоида, карбоната калия и танина образует красный цвет. Если раствор голубого цвета, считается что частицы большие и он грубодисперсный. А красный оттенок говорит о том, что коллоид мелкодисперсный.
Одно из главных преимуществ золото в естественных условиях, а не в лаборатории, это то, что драгметалл устойчив к коррозии. Изделие из золота не поменяет свой внешний вид спустя даже десять лет, оно только вырастет в цене. Такое свойство дало возможность называть золото благородным металлом.
Физические параметры металла
С точки зрения физики, у золота также немало преимуществ по сравнению с другими металлами. Чистое золото имеет ярко-желтый насыщенный цвет. Если у изделия есть оттенок, поинтересуйтесь, что входит в состав лигатуры. Добавление меди придает красноватый оттенок, серебро или другой белый металл в сплаве образуют белое золото. В природе на месторождении золота можно увидеть драгметалл с зеленым оттенком в зависимости от количества руды, входящей в состав.
По твердости золото считается мягким металлом. Шкала с критериями названа в честь Мооса, и самым твердым веществом на земле считается алмаз. Ему присвоили цифру 10. У золота этот показатель 2,5-3,0. Все потому, что чистое золото легко можно порезать ножом или даже просто поцарапать. Именно из-за этого ювелиры не хотят делать украшение из 999 пробы, поскольку она недолговечна и изделие нужно будет дополнительно покрывать защитными слоями сверху.
Чтоб в полевых условиях определить твердость металла, достаточно царапнуть по нему острым предметом. Если след остался, значит твердость ниже 5. А еще таким способом в старину проверяли подлинность монет. Их просто кусали, и если на деньгах оставались следы, это значит, что монеты настоящие.
Золото способно распыляться и рассеиваться, а также стираться. Поэтому монеты из чистого драгметалла быстро выходили из строя и становились непригодными для торговли. Металл легко полировать и использовать в качестве отражателя света.
Металл имеет высокую ковкость, пластичность и тягучесть. Именно благодаря этим свойствам из золота изготавливаются украшения и изделия разной формы. Есть возможность даже раскатать из металла тоненькие листы. Этот вид золота называют сусальным и им покрывают иконы, изделия интерьера.
Из металла создают очень маленькие чипы в микросхемах. К тому же, кроме ковкости, золото хорошо проводит электричество, и контакты не отходят друг от друга со временем. Расплавить золото можно при температуре 1063 градуса по Цельсию, а прокипятить — при 2947 градусах по Цельсию. Во время этих процессов металл потеряет свой цвет и станет бледно-зеленым.
Помогает золотоискателям такое свойство металла, как плотность. Она у золота в 19,3 раза больше, чем у воды. Поэтому золотые частицы оседают на дне проточных вод, также их легко промыть и очистить от примесей.
Использование золота
Благодаря всем свойствам и особенностям, металл используют в таких сферах, как:
На производствах золото поддается аффинированию, то есть очистке от примесей. Делают это химическим или электрохимическим способом с помощью гальванизации. Эти процессы можно даже повторить в домашних условиях при наличии всех реактивов.
Особенно интересовались процессом образования золото и его составом алхимики. Эти люди вынашивали идею о производстве золота из воды и добыче его в лабораторных условиях. Процесс образования золота до конца непонятен, поэтому предоставить все условия для выработки золота не получается.
В последних результатах исследования биологи из Канады обнаружили бактерию, которая живет и размножается в водах, в которых есть ионы золота. Таким образом, бактерия вырабатывает вещество, которое называется делфибактином. Именно оно помогает осаждать частицы золота и образовывать самородок.
Несмотря на то что свойства золота давно определены, ученые до сих пор не могут разгадать процесс появления этого металла. Проверенных результатов пока нет. Поэтому драгметалл до сих пор растет в стоимости, многие инвесторы следят за его котировками на бирже.
ЗОЛОТО
400 °С), по Моосу 2,5.3. химически инертно, на воздухе не изменяется, в соединениях проявляет степени окисления +1, +3 и +5,3. может быть прокатано в листы толщиной 80 нм, просвечивающие синевато-зелёным цветом. Из 1 г 3. удаётся изготовить до 2 км тончайшей проволоки. Тонкие слои напыленного 3. используют для изготовления надёжных контактов в электронных лампах и радио-и электронных приборах и схемах (т. н. золотые печати). Из 3. делают уплотняющие кольца и шайбы в вавакуумных устройствах. Покрытие поверхностей тонкими слоями 3. обеспечивает высокую стойкость к коррозии и хорошую отражат. способность. Из сплавов Au-Ag и Аu-Сu изготовляют волоски гальванометров, а также надёжные миниатюрные контакты. Соединения 3. используют в фотографии, при варке спец. сортов стёкол, в медицине и др. В радиотерапии для лечения поверхностно расположенных опухолей находит применение искусственно полученный радионуклид 198 Аu (b-радиоактивен, T 1/2 =2,696 сут). Лит.: Паддефет Р., Химия золота, пер. с англ., М., 1982. С. С. Бердопосов.
Полезное
Смотреть что такое «ЗОЛОТО» в других словарях:
ЗОЛОТО — ЗОЛОТО, злато ср. самый дорогой крушец (металл), находимый в самородном виде, ·т.е. не в руде. Червонное золото, чистое, одной пробы с червонцами. Красное золото, с медным сплавом; белое, с серебряным сплавом, также | платина. Швейное золото,… … Толковый словарь Даля
Золото — – химический элемент, обозначается символом Au от латинского слова aurum. Простое вещество благородный металл желтого цвета, являющийся биржевым товаром. Золото известно человечеству с бронзового века. Его добычей занимались в Месопотамии и… … Банковская энциклопедия
Золото — Бизнес * Банкротство * Бедность * Благополучие * Богатство * Воровство * Выгода * Деньги * Долги * Скупость * Золото * Игра * Идея * Конкуренция * Планирование * Прибыль * … Сводная энциклопедия афоризмов
золото — всемогущее (Барыкова); всесильное (Садовников); могучее (Иванов Классик) «О золото крылатое, о золото парящее! О золото несытое, жестокое и мстящее! О золото лучистое, сквозь темный вихрь горящее! О золото живое. Лукавое, глухое!» (Брюсов,… … Словарь эпитетов
Золото — металл красивого желтого цвета, тонколистовое (сусальное) золото имеет зеленоватый оттенок. Золото с трудом образует химические соединения, оно химически устойчиво на воздухе, в воде и в кислотах, за исключением царской водки (в последней золото… … Официальная терминология
ЗОЛОТО — (лат. Aurum ) Аu, химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 79, атомная масса 196,9665. Благородный металл желтого цвета, ковкий; плотность 19,32 г/см³, tпл 1064,4оC. Химически весьма инертен, на воздухе не изменяется… … Большой Энциклопедический словарь
ЗОЛОТО — (Aurum), хим. обозначение Аи, ат. вес 197,2; в периодической системе занимает по порядку 79 е место, 9 е в 1 й группе; очень мягкий, в высшей степени тягучий и ковкий металл желтовато красного цвета, очень тонкие листочки (листовое золото)… … Большая медицинская энциклопедия
Золото — (Aurum), Au, химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 79, атомная масса 196,9665; относится к благородным металлам; мягкий тяжелый металл желтого цвета; плотность 19,32 г/см3, tпл 1064,4°C; химически инертно. В природе… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ЗОЛОТО — хим. элемент, символ Au (лат. Aurum), ат. н. 79, ат. м. 196,96, плотность 19320 кг/м3, tпл = 1064°С. Хотя золото редкий элемент, но оно стало первым известным человеку металлом, так как встречается в природе в самородном состоянии. Золото… … Большая политехническая энциклопедия
ЗОЛОТО — (символ Аu), встречающийся в природе ПЕРЕХОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ. Встречается как побочный продукт электролитической облагороженной меди. Используется в ювелирном деле, в изготовлении разъемов для электронного оборудования и как эквивалент в международных … Научно-технический энциклопедический словарь
ЗОЛОТО — ЗОЛОТО, золота, мн. нет, ср. 1. Один из благородных металлов, желтого цвета, употр. для драгоценных изделий и как мерило ценности. Браслет из чистого золота. Золото высокой пробы. Червонное золото. 2. собир. Изделия из золота. Сундуки полны… … Толковый словарь Ушакова
Золото
Золото — минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже — висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди — до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута — до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит — Au, Pd, родит — Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).
СТРУКТУРА
Кристаллическая структура золота
Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя «проволочки», «волоски», или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, «крючковатые» выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.
СВОЙСТВА
Золотые слитки и самородки
Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить 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 (100 нм) (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), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см 3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Самородное золото — главная форма нахождения золота в природе. Оно концентрируется в гидротермальных месторождениях образуя золотые руды, неравномерно распределяясь в трещиноватом жильном кварце и в сульфидах — пирите, арсенопирите, пирротине и др. В существенно сульфидных рудах самородное золото тонкодисперсное. При окислении руд на земной поверхности мелкое самородное золото частично растворяется и переотлагается; в ряде случаев оно обогащает верхние части рудных тел. Процессы их разрушения приводят к освобождению частиц самородного золота и их накоплению в россыпях; перемещаясь водными потоками вместе с другим кластическим материалом, частицы окатываются, округляются, деформируются, частично перекристаллизовываются; в результате электрохимической коррозии на них образуется тонкая оболочка высокопробного золота, что приводит к общему повышению пробы самородного золота в россыпях.
ПРИМЕНЕНИЕ
По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди.
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198 Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.
Золото. Свойства, применение, интересные факты
Немного истории
Поскольку золото можно было найти практически в любой точке мира, оно стало важнейшим элементом почти всех человеческих культур. Начиная с Древнего Египта, где были найдены декоративные золотые предметы возрастом более 5 000 лет.
Красота золота ассоциировалась у древних людей с бессмертием и богатством богов, поэтому из него делали украшения и элементы декора. Также золото стало одной из первых валют, заменивших традиционный бартерный обмен.
Детский браслет из золота. Египет. Приблизительно 2650 г. до н.э. Фото: www.metmuseum.org
Самые первые золотые монеты были отчеканены в царстве Лидия в 550 году до н.э., и с тех пор этот металл остается основным элементом денежной системы. Даже после того, как были приняты современные бумажные деньги, валюты оставались связанными между собой посредством Золотого стандарта — системы, введенной в 1870-х годах, которая фиксировала стоимость этих валют в определенном количестве золота.
Физические и химические свойства металла
Это один из немногих благородных металлов, который можно найти в природе в чистом виде. Чистое золото очень мягкое, всего лишь 2,5−3 балла твёрдости по шкале Мооса. Это плюс для легкой обработки металла: один грамм золота можно раскатать в тонкий лист толщиной всего 230 атомов и площадью в один метр. Но мягкость золота — минус для прочности изделий из него, поэтому чаще всего золото сплавляют с другими металлами.
Золото — хороший проводник тепла и электричества, устойчиво к окислению и коррозии. У благородного металла очень высокая температура кипения и плавления.
Температура, необходимая для плавления золота, составляет 1065 °C, а температура кипения — 2856 °C.
Как добывается золото
Добыча золота ведется в таких странах: Южная Африка, Австралия, США, Канада, Россия, Китай и Пакистан. Один из крупнейших золотых рудников — рудник «Аврора», расположенный в Гайане, Африка.
В древности кусочки золота просто находили в реке или земле. Во времена золотой лихорадки золото добывали ручным трудом с помощью кирки и лопаты. К 1853 году появилась гидравлическая горная промышленность, которая заменила независимых золотоискателей. Сегодня золото добывают в крупных открытых или подземных рудниках.
Процесс начинается с того, что геологи берут пробы руды, чтобы определить лучшие места для добычи. Как только горные инженеры узнают, где находится золото и какие другие материалы его окружают, можно начинать процесс добычи.
Если золото расположено близко к поверхности, его добывают открытым способом. Фактически в земле выкапывается огромная дыра, по внутреннему периметру которой подобно спирали вниз уходит дорога. По этой дороге спускается и поднимается техника для добычи и перемещения руды.
Современные способы применения золота
Золото можно назвать самым популярным драгоценным металлом любой из эпох. Сейчас его применяют в разных сферах деятельности человека: от создания простых украшений до сложных медицинских приборов.
Ювелирные изделия
Золото использовалось для изготовления ювелирных изделий на протяжении тысячелетий. Сегодня до 80% добытого или переработанного золота используется в ювелирном деле. Одна из причин, по которой этот благородный металл так популярен у ювелиров, заключается в его податливости — из золота можно создавать самые тонкие работы.
Конечно, в чистом виде золото ювелиры не используют, обычно украшения делают из золотых сплавов. Для классификации содержания золота в сплаве используют пробы. Каждая проба золота имеет свой цвет, потому что на его оттенок влияет состав лигатуры.
Электроника
Так как золото — хороший проводник, его используют в запчастях электронных приборов. Например, внутри мобильного телефона содержится около 0,034 г золота. Кроме того, золото содержится во многих разъёмах, кабелях и платах, в том числе в компьютерах, телевизорах и GPS-устройствах.
Медицина
Первое, о чём стоит сказать — это стоматология. Золото считается лучшим наполнителем для кариозных полостей и коронок, мостов и других ортодонтических приспособлений, потому что этот металл пластичен и легко принимает нужную форму. Также золото не вступает в реакцию при смешивании с другими металлами.
Небольшое количество изотопов золота используется в некоторых видах лучевой терапии, которую часто применяют при онкозаболеваниях.
Красота
Золоту нашлось место и в сфере красоты, т.к. оно является хорошим антиоксидантом, также доказана способность золота бороться с признаками старения. Золото может воздействовать на кожу на клеточном уровне, активировать выработку коллагена и придавать коже упругость.
Все слышали про молочные ванны Клеопатры, но есть еще одна история — говорят, что царица постоянно делала маски для лица из чистого золота. Сегодня золото можно встретить в составах многих косметических средств: те же маски, крема, скрабы, пилинги и др. Конечно, содержание благородного металла в них невысокое, и стоят такие средства дорого.
Солнцезащита
Ещё одно удивительное свойство этого благородного металла — защита от ультрафиолетовых лучей. Самая масштабная сфера применения золота в таких целях — это космонавтика. Существует специальная «золотая фольга», которой покрывают части космических кораблей, чтобы защитить их от солнечного излучения. Скафандры космонавтов также покрыты позолотой, которая позволяет человеку видеть, но не пропускает вредные лучи.
Кулинария
На самом деле, люди употребляли золото в пищу ещё в Древнем Египте, веря, что этот металл священен и придаст им сил. Вред или польза от употребления золота в пищу не доказаны.
Награды
Золото стало символом награды за первое место в конкурсах, чемпионатах и других соревнованиях. Из него делают медали для Олимпиады, награды для кинофестивалей и музыкальных премий, даже на менее масштабных мероприятиях победителям часто вручают золотые украшение.
Может ли золото вызвать аллергию?
Нет, чистое золото не может вызвать аллергию. Но золотые украшения могут, так как в роли аллергена может выступить один из металлов лигатуры — никель, медь
Может ли золото нанести вред здоровью?
Как и в случае с аллергией, опасность могут представлять только примеси других металлов, а не само золото. Например, в золоте может содержаться ртуть или даже мышьяк, которые сами по себе опасны для организма.
С какими камнями лучше всего сочетается золото в украшении
Золото настолько универсально, что хорошо сочетается со всеми камнями. Исключением можно назвать аквамарин на белом золоте — на нём он почти незаметен и теряется из внимания, но кому-то понравится и такой вариант. Также некоторые считают недопустимым сочетать яркие красные камни (например, гранат или рубин) с жёлтым золотом. Но, опять же, это дело вкуса.
Подписывайтесь на Jewellery Mag в Google Новости и Telegram-каналe, чтобы первыми узнавать о новых публикациях. Самые интересные статьи за месяц ждут вас в нашей регулярной рассылке.