Аурум что за химический элемент

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).

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):

Вторичные месторождения

Вторичные месторождения — итог разрушения первичных, так называемого выветривания, которое бывает:

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.

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:

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:

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.

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:

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:

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!

Источник

Aurum – золото (Au) в таблице Менделеева в химии: происхождение названия и металла, физико-химические свойства 79 элемента, добыча и широта его использования

Золото Au – aurum (аурум): этимология слова

Название металла aurum читается на латинском языке как «аурум» (пишется так же, как и слышится/произносится). Распространено сокращенное обозначение (используются буквы – Au). Именно такой вариант применяется в химии при составлении формул веществ, соединений. Это элемент периодической таблицы Менделеева, относится к 6 периоду.

Главные отличительные признаки: желтый цвет, нехарактерный для других драгоценных металлов звук при ударе, мягкость. Если интересно, как обозначается золото в таблице Менделеева, нужно искать элемент под номером 79.

Этимология слова, которым называется драгметалл, включает в себя разные расшифровки значения:

Aurum – золото (Au)
Кроме того, аурум ассоциируется с солнцем, поэтому в древние времена использовался соответствующий знак/символ для обозначения такого металла. В продолжение логической цепочки отмечается взаимосвязь между цветом Au и солнца. По этой причине во многих странах среди фактов о золоте можно найти и единственно возможное значение его названия. Это цвет – желтый. Еще одно объяснение этого – праиндоевропейский корень «желтый, зеленый, яркий».

Содержание

История появления металла

Существует немало теорий, объясняющих, что такое золото, где образовалось, почему оказалось в земной коре и ядре планеты. Ранее было принято считать, что Au во вселенной – это следствие процессов в структуре звезд (нуклеосинтеза). Однако позднее появились новые предположения, откуда берет начало история золота. Так, существует теория, что частицы металла – следствие разрушения нейтронных звезд.

Aurum отличается существенным весом. Даже после распада частицы будут стремительно падать. Они проходят через атмосферу вместе с астероидами (как при поздней тяжелой бомбардировке, во времена, соответствующие периоду 3,8 млрд лет назад). Это вероятный путь попадания драгметалла в кору планеты. Можно предположить, откуда на Земле появилось золото. Пыль, оставшаяся после взрыва звезды, постепенно конденсируется. В таком виде попадает на планету.

Если интересно, откуда берется золото в природе, следует учитывать, что существенная его доля содержится в земном ядре. Туда металл попал, опять же, благодаря значительному весу. Это один из главных признаков, позволяющих определить, является ли изделие из аурума оригинальным (они всегда тяжелее многих прочих: из серебра, латуни). Кроме того, строятся и другие теории, как появилось золото на Земле, а оказалось в ядре. Считается, что это результат воздействия высоких температур, когда планета находилась в расплавленном состоянии.

Драгоценный металл — золото
Однако теории, на основании которых делаются предположения, откуда появилось золото, не всегда имеют под собой основания. Например, версия о том, что звездная пыль (золотая) попадает в открытый космос, а затем оседает на Земле, поразила несоответствием фактов, например, нет информации, что подобные процессы действительно развиваются. Ученые пока не дают конкретных данных, но делают заявления, что такие предположения (касательно падающей золотой пыли) – косвенные. Нет достаточной информации, а подтвердить теорию невозможно из-за особенностей работы спутниковых спектроскопов.

Интересно: Аурум находится в земной коре, мантии, ядре планеты, а также в воде. Считается, что 1 км2 содержит 1 кг драгметалла.

Физические свойства

Если рассмотреть по подробнее, то можно узнать, что формула золота обладает отличными свойствами пластики и гибкости. Этот материал считается самым мягким металлом во всем мире. Именно поэтому его так легко повредить или испортить. Также он с необычайной легкостью поддается влиянию механических воздействий.

Если вещество имеет высокий уровень качества, то не составит труда сделать из него длинную проволоку или ровные пластины. Основным преимуществом элемента является его устойчивость по отношению к различным химическим реакциям и процессам. Также он является очень хорошим проводником, который без трудностей сможет транспортировать через себя электрический ток или определенное количество теплоты.

Если материал полностью чистый и в нем не содержатся какие-нибудь примеси, то его можно узнать по характерной ярко-желтой расцветке. Но абсолютно чистый материал очень редко можно увидеть. Даже те слитки, которые находятся в банках, в качестве экономических запасов или инвестиций, имеют определенное количеств примесей. Чаще всего в природе можно встретить самородки, в которых находится серебро, медь, никель и другие элементы. Для того, чтобы быстро определять наличие посторонних примесей создана электронная формула для анализа состава золота.

Этот материал очень просто полировать. Из-за того, что оно хорошо отражает свет и обладает привлекательным блеском, он очень широко применяется в сфере ювелирной промышленности. Тонкий пласт этого драгоценного элемента может пропустить через себя лучи солнца. Удивительная особенность в том, что во время прохождения лучей, уровень температуры не повышается, а наоборот, падает. Именно поэтому золото используют для того, чтобы сделать качественную тонировку окон.

Золото в природе: первичные и вторичные месторождения

Если интересно, как образуется золото в природе, необходимо рассмотреть 2 способа:

Первый из вариантов – самородное золото. Это результат магматических процессов, что подтверждает содержание наибольшего количества золота в ядре Земли. Появляется драгметалл на поверхности вследствие извержения вулканов.

Причем состав золота необычный – чаще всего это чистое вещество.

Его образование обусловлено процессом плавления, когда при смешении легкоплавких соединений в составе жидкой лавы происходит их постепенное остывание (при выходе массы на поверхность). Как результат, разрушаются сторонние соединения (включая соль), остается чистый аурум – подобие камня, но с другими свойствами. Преимуществом металла является однородность структуры.

Золото в природе
Разработка вторичных месторождений – основной способ добычи драгметалла. Такое золото входит в состав различных минералов. Не весь объем Au, содержащийся в магме, образует самородки, немалое количество остается смешанным. С учетом этого свойства золота могут отличаться. Минералы и соединения, из которых состоит драгоценная смесь:

Чаще всего аурум обнаруживается вместе с кварцем, серебром и медью. Еще один популярный вариант – смесь с платиной. Появляясь из земного ядра или коры, драгметаллы сплавляются, поэтому чаще всего Au обнаруживается при разработке месторождений минералов, других металлов и веществ.

Алхимики

Никто не ставит сейчас под сомнение состав золота, но когда-то оно считалось не только составляющим минералов и благородным металлом в очищенном виде, но и чем-то, что можно получить из другого вещества. Речь идет об алхимии, науке, которая появилась задолго до химии и стала ее прародительницей. Алхимиков считали колдунами и шарлатанами, им не доверяли и их боялись, но, тем не менее, не существует доказательств, которые бы позволили с уверенностью сказать, что это лженаука или вымысел. Существуют книги по алхимии, свидетельства очевидцев, истории, вписанные в хроники. Конечно, золото всегда было наибольшей ценностью и идея его получения при помощи опытов стала «идеей фикс» для многих поколений ученых.

У алхимиков было особое видение мира, они считали, что в природе все едино и все эволюционирует. Это относилось и к человеческой душе, и к минералам, веществам. Низшим металлом считался свинец, он был несовершенен, высшим — золото, так как оно обладало исключительными свойствами. Многие свидетельства указывают на то, что алхимики нашли секретное соединение, которое обращало олово и ртуть в чистейшее золото — философский камень. Состав и свойства этого камня остались неизвестны, так как те, кто его изобрели, унесли секрет в могилу, а свидетели могли рассказать лишь о процессе превращения олово, смешанного с порошком или камнем, в золото. Алхимическое золото по сей день будоражит умы, формула неизвестна даже сейчас при том, что наши технологии так развиты. Единственным доказательством в пользу достоверности этих экспериментов можно назвать эксперименты с ураном, когда при особом воздействии он образует совсем иные, новые, вещества. История требует уважительного отношения и вспомнив о грандиозных сооружениях, возведенных еще до нашей эры, дальних путешествиях и блестящих изобретателях, можно лишь развести руками, предположив, что алхимики древности знали о металлах гораздо больше, чем мы.

Золото в химии — лишь один из элементов, обладающий особыми свойствами, но его название в жизни людей побуждает совершенно другие ассоциации, чем другие металлы. Оно является мерилом состоятельности и успеха, символизирует власть и влияние. Конечно, человека в самом начале его знакомства с этим металлом привлекла его красота. Золотой цвет напоминал о Солнце, которое обожествлялось многими народами многие века. Золото стало материалом для культовых сооружений, украшений. Позже из него были выпущены первые монеты, так вошло в обиход понятие денег. Во времена империй и царств золото использовалось в отделке утвари и помещений. В церквях оно всегда использовалось для рам, покрытий, украшений, сусальное золото получило широкое распространение, а купола церквей покрывало листовое. Сейчас золото используется и для эстетических целей, и ради науки.

Технологии добычи драгоценного металла

Стародавняя и современная история золота разнообразна, раскрывает несколько методов добычи Au. Чтобы он смог появиться из земной коры, выполняются разные манипуляции. Из крупных водоемов аурум не добывают – это неоправданно дорого, а результат слабый. Основные источники – поверхностные и более глубокие слои грунта. Чтобы поднять драгметалл с глубины, очистить от примесей, используют несколько основных технологий.

Шлихование (промывка) – древний способ отмывания золотого песка

Такой метод лучший, если необходимо вести поисковые работы, чтобы обнаружить аурум. Основан на опробовании мелких водоемов (речек, ручьев). Частицы драгметалла начинают распространяться вследствие разрушения горных пород, частью которых стали. Этому способствуют мелкие водоемы – речки, ручьи. Аурум выглядит, как блестящие частицы желтого цвета. Это шлих, обозначающий, что здесь есть драгметалл. Такая особенность объясняет, почему Au обнаруживается преимущественно на Урале и других северных регионах России.

Шлиховой метод добычи золота

Амальгамация с помощью ртути

Метод основан на способности аурума реагировать на воздействие ртути. Чтобы из пустой породы получить драгметалл, нужно браться за процесс основательно. Для этого требуется смачивать жидким металлом aurum, результат будет интересным – образуется амальгама, что позволяет диспергировать Au, а позднее – восстановить его первоначальную форму.

Цианирование – добыча золота из руды

Процесс называется выщелачиванием. Нужно вспомнить, что аурум устойчив к окислению при обычной температуре. Учитывая эти свойства золота, можно получить драгметалл из породы, воздействуя на него растворами цианида. Свободный от примесей металл восстанавливают до первоначальных свойств.

Недостатком метода является возможность получить меньше драгметалла, чем изначально содержала порода. Кроме того, цианид используют для работы с низкокачественной рудой.

Способы получения

Современные технологии позволяют получать благородный металл химическими способами. В 1947 году физики из США смогли преобразовать ртуть в золото. Однако такой путь требует крупных затрат, поэтому он не имеет экономического значения.

Популярные способы получения вещества:

Есть метод регенерации. Его осуществляют с помощью раствора щёлочи 10%, который воздействует на растворы солей золота и потом осаждает металл на алюминий из горячего раствора гидроксида. Чтобы извлечь элемент из сульфидных руд, используются многоэтапные технологии с высокой степенью очистки.

Таблица: соответствие проб разных систем

В зависимости от свойств и состава драгметалла определяют не только стоимость готовых изделий, но и правила обращения с ними. Например, чистый металл требует более бережного отношения, т. к. подвержен воздействию механических нагрузок. Украшения для мужчин и женщин могут содержать минимум аурума. При этом проба самая низкая.

Наилучший вариант – драгоценности, которые содержат 50-70% драгметалла. Это могут быть браслеты, серьги, кулоны в виде знака зодиака, обручальные кольца и даже деньги (когда существовала Золотая Орда, и позднее, на территории России была востребована чеканка монет).

Сегодня платежных систем множество, как и способов определения чистоты золота, влияющего на валюту: каратная, метрическая. Чтобы уметь самостоятельно определять пробу, нужно изучить таблицу.

Драгоценные украшения

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:

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.

Определение мировой стоимости золота и его статус на фондовом рынке

Аурум влияет на цену различных валют. На фондовых биржах ежедневно устанавливают стоимость драгметаллов, что позволяет отслеживать малейшие изменения. Однако сильных колебаний никто не ожидает, учитывая, что золото имеет статус безопасного актива, а значит, планируется устойчивый рост цены на Au. Но стоимость все же колеблется, что зависит от внешних факторов, среди них: количество добываемого металла, инфляция, спрос и предложение на аурум разных форм (украшения, слитки, монеты и др.).

[править] Применение

Источник