Строение молекулы золота. Свойства, формула и область применения золота. Физические и химические возможности элемента
Поклонники Mozilla Firefox, сегодня речь пойдет о животном, которое имеет непосредственное отношение к этому браузеру. На его эмблеме изображен зверек, похожий на лису. Но так ли это? Firefox переводится как «огненная лиса», все верно. Но мало кто знает, что китайское название малой (красной) панды — «hon ho» — имеет такое же значение. И именно это животное, а вовсе не лиса, является частью эмблемы этого браузера.
Родство между малой и большой пандой весьма отдаленное. Много миллионов лет назад, примерно в ранний третичный период , на Земле жил их общий предок, который обитал на территории современной Евразии.
Выделяют 2 подвида этого животного: западная малая панда (Ailurus fulgens fulgens ), обитающая в Непале и Бутане и малая панда Стайана (Ailurus fulgens styani ), живущая в районе южного Китая и северной Мьянмы. Основное различие между ними заключается в размерах и окраске – малая панда Стайана более крупная и темная по сравнению со своей западной родственницей.
В природе красные панды сейчас встречаются только в нескольких китайских провинциях (Сычуань и Юньнань), Непале, Бутане, на севере Бирмы, а также в северо-восточной части Индии. Их среда обитания – хвойные леса (по большей части пихтовые), которые чередуются с листопадными породами деревьев: дубом, кленом, каштаном и других. Они необходимы для роста бамбука – основной пищи малой панды. Такие леса можно повстречать на высоте 2000-4000 метров над уровнем моря. Большую часть года они окутаны облаками, что создает благоприятные условия для развития мхов и лишайников. А почему мы про них упомянули, узнаете немного позже.
Малые панды вырастают до размеров крупной кошки, но за счет густой и длинной шерстки кажутся больше, чем есть на самом деле. Длина тела вместе с пушистым хвостом составляет около 80-120 сантиметров, а средний вес равен 4-6 килограммам. Короткие лапки снабжены сильно загнутыми когтями, которые лишь частично выдвигаются вперед, а ступни покрыты короткой шерсткой, помогающей при ходьбе по льду или снегу. На передних лапах имеется «добавочный палец», благодаря которому панда может держать веточки бамбука во время еды. Внешне самцы мало чем отличаются от самок.
Темное брюшко и лапки 
У этих животных очень красивая окраска – темно- или светло-рыжая, но не везде, а по большей части на спине, по бокам и на хвосте. Животик вместе с лапами окрашен в темно-коричневый или даже черный цвет. На рыжем хвосте имеются светлые кольца. Голова зверька украшена белыми участками на мордочке, на щеках, по краю ушек и вокруг глаз.
Рыжий полосатый хвост Такую окраску природа приготовила для этого животного не случайно. Рыжий цвет выполняет защитную функцию и позволяет малой панде во время отдыха или сна оставаться малозаметной среди красных лишайников, которыми усыпаны стволы и ветви хвойных деревьев, в частности пихты.
В местах обитания этих животных средняя температура воздуха колеблется в районе 10-25 градусов и постоянно выпадают осадки -дождь или снег. А это значит, что шерстка должна хорошо сохранять тепло. В особо холодные периоды, для того чтобы согреться, панда сворачивается на ветвях или в дупле в плотный клубок и накрывает голову своим хвостом, словно одеялом.
Большую часть времени они проводят на деревьях, где чувствуют себя как рыба в воде. На землю же спускаются ради пропитания. Наибольшую активность проявляют в вечернее время, а днем поудобней устраиваются в дуплах и спят. Длинный хвост помогает им держать баланс во время нахождения на деревьях. Спускаясь на землю, они держат его прямо, не касаясь земли.
У каждой панды, будь то самец или самка, есть своя территория, причем немалая. У самцов это около 5 км 2 , а у самок в 2 раза меньше. Они помечают ее особыми метками: секретом из анальных желез, мочой или кучками помета, благодаря чему животные сразу узнают о том, какие соседи живут рядом с ними.
Взрослые особи живут по одному, объединяясь в группки только в сезон размножения, который наступает в январе. Иногда можно встретить небольшую группу панд и в не сезон – это взрослая самка со своим подросшим потомством.
Детеныш появляется на свет лишь через 90 -145 дней после спаривания, но «настоящая» беременность длится всего около 50 дней. Это объясняется тем, что плод начинает развиваться лишь через достаточно продолжительный промежуток времени после зачатия.
Перед родами самка соотружает себе гнездо в дупле или в расщелине скалы. Обычно у малых панд рождается 1-2 детеныша, иногда может быть и больше, но в итоге выживет лишь один. Развиваются они очень медленно. До 5-месячного возраста питаются молоком матери. Первоначально шерстка детенышей окрашена в серый цвет и лишь после 3-х месяцев они начинают приобретать рыжий цвет. Рядом с матерью детеныши могут находиться целый год, пока не появится новое поколение. К этому периоду чаще всего молодые зверьки уже сами достигают половой зрелости, отделяются от самки и начинают самостоятельную жизнь.
Несмотря на то, что они являются хищниками, большую часть их рациона питания составляет растительная пища (практически 95 %). Это в первую очередь молодые и свежие побеги бамбука, грибы, ягоды и плоды. Но иногда они могут перекусить мелкими грызунами и птичьими яйцами.
В результате, зубная система у них как у травоядных животных – строение коренных зубов позволяет перетирать растительную пищу. Как мы видим, еда у этой панды очень низкокалорийная, и чтобы получить необходимое количество энергии, животному приходится в день съедать около 2 килограммов пищи. В зоопарках их кормят плодами, листьями, почками бамбука, травой, сваренным на молоке рисом и сладким молоком.
Врагов у них мало. Это снежный барс и человек. Второй намного опаснее, чем первый. От барса они могут быстренько взобраться на дерево, а от человека нигде не скроешься. Сейчас этот зверек занесен в Международную Красную книгу под статусом «подвергающийся опасности». Основными причинами снижения численности малых панд являются вырубка лесов и охота на них ради красивого меха, который идет на изготовление шапок.
К нашему счастью, малые панды хорошо размножаются в неволе, так как в зоопарках имеются все благоприятные условия для развития. В природе продолжительность их жизни составляет примерно 8-10 лет, в зоопарках же — около 15 лет.
Золото
/ Aurum (Au)
Атомный номер
79
Внешний вид
Мягкий вязкий ковкий жёлтый металл.
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса) 196,96654 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома
146 пм
Энергия ионизации
(первый электрон) 889,3 (9,22) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация
4f14 5d10 6s1
Химические свойства
Ковалентный радиус
134 пм
Радиус иона
(+3e) 85 (+1e) 137 пм
Электроотрицательность
(по Полингу) 2,54
Электродный потенциал
Au Au Степени окисления
3, 1
Термодинамические свойства
Плотность
19,3 г/см
Удельная теплоёмкость
0,129 Дж/(K·моль)
Теплопроводность
318 Вт/(м·K)
Температура плавления
1 337,58 K
Теплота плавления
12,68 кДж/моль
Температура кипения
3 080 K
Теплота испарения
~340 кДж/моль
Молярный объём
10,2 см/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки кубическая
гранецентрированая
Период решётки
4,080 A
Отношение
c/a n/a
Температура Дебая
170,00 K
Золото — 79-й элемент периодической системы элементов.
ЗОЛОТО (лат. Aurum) - Au, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,9665; тяжелый металл желтого цвета. Состоит из одного устойчивого изотопа 197Au.
Золото было первым металлом, известным человеку. Изделия из золота найдены в культурных слоях эпохи неолита (V-IV вв. до н. э.). В древних государствах - Египте, Месопотамии, Индии, Китае - добыча золота, изготовление украшений и др. предметов из него существовали за III-II тыс. до н. э. Золото часто упоминается в Библии, гомеровских «Илиаде» и «Одиссее» и др. памятниках древней литературы. Алхимики называли золото «царем металлов» и обозначали символом Солнца; открытие способов превращения неблагородных металлов в золото было главной целью алхимии.
Среднее содержание золота в литосфере составляет 4,3Ї10-7% по массе. В магме и магматических породах золото рассеяно, но из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения золота, имеющие важное промышленное значение (кварцевые золотоносные жилы и др.). В рудах золото в основном находится в свободном (самородном) состоянии и очень редко образует минералы с селеном, теллуром, сурьмой, висмутом. Пирит и др. сульфиды часто содержат примесь золота, которое извлекают при переработке медных, полиметаллических и др. руд.
В биосфере золото мигрирует в комплексе с органическими соединениями и механическим путем в речных взвесях. 1 л морской и речной воды содержит около 4Ї10-9 г золота. На участках золоторудных месторождений подземные воды содержат золота приблизительно 10-6 г/л. Оно мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения; некоторые из них концентрируют золото, например, хвощи, кукуруза. Разрушение эндогенных месторождений золота приводит к образованию россыпей золота, имеющих промышленное значение. Золото добывается в 41 стране мира; его основные запасы сосредоточены в бывшем СССР, ЮАР и Канаде.
Золото - мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8Ї10-5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химических воздействий.
Получение золота и его аффинаж: из россыпных месторождений золото можно извлечь отмучиванием, основанным на большой разности плотностей золота и пустой породы. Этот способ, применявшийся уже в глубокой древности, сопряжен с большими потерями. Он уступил место амальгамации (известной уже в I в. до н. э. и применявшейся в Америке с XVI в.) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х гг. В конце XIX - начале XX вв. основным источником золота стали коренные месторождения.
Сначала золотоносную породу подвергают дроблению и обогащению. Из полученного концентрата извлекают золото раствором цианида калия или натрия. Из раствора комплексного цианида осаждают золото цинком; при этом выпадают и примеси. Для очистки (аффинажа) золота электролизом (способ Э. Вольвилла, 1896) аноды, отлитые из нечистого золота, подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор AuC13, катодом служит лист чистого золота. При прохождении тока примеси выпадают в осадок (анодный ил, шлам), а на катоде отлагается золото чистотой не менее 99,99%.
В условиях товарного производства золото выполняет функцию денег. В технике его применяют в виде сплавов с другими металлами, что повышает прочность и твердость золота и позволяет экономить его. Содержание золота в сплавах, применяемых для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, полуфабрикатов зубопротезного производства и т.д., выражают пробой; обычно добавкой служит медь (т. н. лигатура). В сплаве с платиной золото используется в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплаве с платиной и серебром - в электротехнике. Соединения золота используют в фотографии (тонирование).
Золото применяется с древнейших времен в ювелирном искусстве (украшения, культовая и дворцовая утварь и т.д.), а также для золочения. Благодаря своей мягкости, ковкости, способности тянуться, золото поддается особо тонкой обработке чеканкой, литьем, гравировкой. Золото используют для создания разнообразных декоративных эффектов (от глади желтой полированной поверхности с плавными переливами световых бликов до сложных фактурных сопоставлений с богатой светотеневой игрой), а также для выполнения тончайшей филиграни. Золото, часто окрашенное примесями других металлов в различные цвета, применяется в сочетании с драгоценными и поделочными камнями, жемчугом, эмалью, чернью.
В этой статье:
Основные свойства
Химические и другие характеристики металла говорят о том, что элемент не взаимодействует со следующими реагентами:
- кислотами;
- щелочами.
Взаимодействовать с этими элементами золото не может, исключением по его химическим свойствам можно считать соединение ртути и золота, которое химики называют амальгамой.
Реакция с кислотой или щелочью не идет даже при нагревании: повышение температуры никоим образом не сказывается на состоянии элемента. Это и отличает золото и платину от других металлов, которые не имеют статуса «благородных».
Крупное россыпное золото
Если погрузить в кислоту или щелочь не чистое золото, а сплав из лигатуры, то реакция может возникнуть, она будет идти медленнее. Произойдет это потому, что в состав сплава входят и другие элементы, кроме золота.
С чем взаимодействует золото? Оно реагирует со следующими веществами:
- ртутью;
- царской водкой;
- жидким бромом;
- водным раствором цианидов;
- йодистым калием.
Амальгама - это твердое или жидкое соединение ртути и других металлов, в том числе с медью и серебром. А вот железо в реакцию со ртутью не вступает, по этой причине ее можно перевозить в свинцовых цистернах.
Растворяется в царской водке, формула которой включает в себя азотную и соляную кислоты, но только в концентрированном виде. Реакция проходит быстрее, если раствор нагревают до определенной температуры. Если изучить исторические документы, то можно обнаружить интересное изображение: лев, который глотает диск солнца - таким образом алхимики изображали подобную реакцию.
Золото растворяется в царской водке
Если смешать бром или цианиды с водой, то можно получить раствор, в котором . Металл вступит в реакцию с веществами, но только при условии, что для реакции будет достаточно кислорода (без последнего она не начнется). Если раствор нагреть, то реакция пойдет быстрее.
Подобная реакция начнется и в том случае, если погрузить золото в раствор йода или йодистого калия.
Характерной особенностью металла можно считать и то, что реагировать на кислоты он начинает только при повышении температуры. Например, реакция золота с селеновой кислотой начинается только при повышении температуры раствора. А также кислота должна иметь высокую концентрацию.
Еще к одной характерной особенности элемента можно отнести его способность к восстановлению до чистого металла. Так, в случае амальгамы ее просто стоит нагреть до 800 градусов.
Если оценивать условия, далекие от лабораторных, то стоит отметить, что вступать в реакцию с безопасными реагентами золото не может. Но большинство украшений изготавливают не из чистого металла, а из сплава. Разбавляют лигатуру серебром, медью, никелем или другими элементами. По этой причине драгоценности стоит беречь и избегать их контакта с химическими веществами и водой.
У золота есть еще ряд качеств, которые относят не к химическим, а физическим, таковыми можно считать:
- Плотность составляет 19,32 г/см3.
- Твердость по шкале Мооса - максимум три балла.
- Тяжелый металл.
- Ковкое и пластичное.
- Имеет желтый цвет.
Плотность - одна из основных характеристик элемента, она считается показательной. При поиске металла он оседает на шлюзах, а легкие кусочки породы вымываются потоком воды. В силу своей плотности металл обладает весьма приличным весом. Плотность металла можно сравнить только с двумя элементами из периодической таблицы Менделеева - вольфрамом и ураном.
Оценивая плотность металла по 10-балльной шкале, ему дают всего три. Поэтому золото легко поддается воздействию и меняет форму. Слиток из чистого металла при желании можно разрезать ножом, а монету, выполненную из золота без примеси других элементов, можно повредить, попытавшись ее надкусить.
Золото - тяжелый металл, если заполнить полстакана золотым песком, то он будет весить около 1 кг, приблизительно таким же весом обладает и свинец.
Ковкость и пластичность золота - качества, востребованные не только в ювелирной промышленности. Без труда можно разбить кусок металла в тонкий лист. Такое , его используют в качестве покрытия для куполов церквей, защищая тем самым от агрессивных факторов внешней среды.
Желтый цвет - цвет Солнца, признак богатства и благополучия, по этой причине золото ассоциируется с достатком, а украшения из этого металла призваны подчеркнуть статус владельца и его материальное состояние.
Золото - элемент 11 группы периодической таблицы Менделеева, обозначается символом Au, Aurum - это латинское название. В периодической системе металл имеет 79-й номер.
Дополнительная информация
Еще Дмитрий Менделеев не решил, под каким номером в его таблице будет расположено золото и каким символом оно будет обозначаться. Но металл уже пользовался популярностью среди монархов и знатных особ. Его цвет и характеристики удивляли ученых того времени и по этой причине элемент наделяли магическими свойствами.
Алхимики считали, что золото поможет:
- вылечить заболевания сердца;
- устранить проблемы с суставами;
- снять воспаление;
- улучшить психическое состояние человека;
- мозгу функционировать быстрее и лучше;
- быть человеку выносливым и сильным.
Современные астрологи утверждают, что золото стоит носить следующим знакам зодиака:
- Стрельцам.
- Львам.
- Овнам.
- Скорпионам.
- Рыбам.
- Ракам.
Первые три знака зодиака относят к огненным. А значит, к ним благосклонно Солнце и его энергия. По этой причине людям, рожденным под этими знаками зодиака, носить украшения из благородного металла можно постоянно.
Три следующих знака зодиака могут носить драгоценности из золота часто, но не постоянно. Можно снимать изделия на ночь.
Остальным знакам зодиака носить золото необходимо ограниченно, поскольку металл может нанести их организму вред. Но, надевая украшения, не стоит забывать и о том, что контакт с золотом может привести к аллергической реакции.
Это аллергия, если при ношении драгоценностей появились:
- зуд и жжение кожных покровов;
- головные боли;
- недомогание и плохое самочувствие.
Стоит отказаться от контакта с золотом, поскольку встречается индивидуальная непереносимость металла, которая проявляется только при непосредственном контакте с элементом Au.
Несмотря на то что золото известно человечеству очень давно, его уникальные свойства изучены и активно используются в разных отраслях промышленности, изучение этого металла и его свойств не прекращается до сих пор. Некоторые ученые утверждают, что элемент попал на Землю из космоса и поэтому он нечувствителен к кислотам и щелочам, не окисляется при контакте с водой и воздухом. Может быть, ученые правы и золото действительно имеет космическое происхождение, но, так или иначе, потенциал металла полностью еще не раскрыт, а на Земле его осталось не так уж много.
Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: Au
Молекулярная масса: 196,967
Зо́лото - 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). Простое вещество золото - благородный металл жёлтого цвета.
История
Происхождение названия
Праславянское «*zolto» («золото») родственно лит. geltonas «жёлтый», латыш. zelts «золото»; с другим вокализмом: готск. gulþ, нем. gold, англ. gold; далее санскр. हिरण्य (híraṇya IAST), авест. zaranya, осет. zærījnæ «золото», также санскр. हरि (hari IAST) «жёлтый, золотистый, зеленоватый», от праиндоевропейского корня *ǵʰel- «жёлтый, зелёный, яркий». Отсюда же названия цветов: «жёлтый», «зелёный». Латинское aurum означает «жёлтое» и родственно с «Авророй» (Aurora) - утренней зарёй.
Физические свойства
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/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, платины, рения, 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, оно 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·мм 2 /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), Аu 3+ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6).Причиной того, что цвет золота отличается от цвета большинства металлов, является малость энергетической щели между полузаполненной 6s-орбиталью и заполненными 5d-орбиталями. В результате золото поглощает фотоны в синей, коротковолновой части видимого спектра, начиная с примерно 500 нм, но отражает более длинноволновые фотоны с меньшей энергией, которые не способны перевести 5d-электрон на вакансию в 6s-орбитали (см. рис.). Поэтому золото при освещении белым светом выглядит жёлтым. Сужение щели между 6s- и 5d-уровнями вызвано релятивистскими эффектами - в сильном кулоновском поле вблизи ядра золота орбитальные электроны движутся со скоростями, составляющими заметную часть скорости света, причём на s-электронах, у которых максимум плотности орбитали находится в центре атома, эффект релятивистского сжатия орбитали сказывается сильнее, чем на p-, d-, f-электронах, чья плотность электронного облака в окрестностях ядра стремится к нулю. Кроме того, релятивистское сжатие s-орбиталей увеличивает экранировку ядра и ослабление притяжения к ядру электронов с более высокими орбитальными моментами (непрямой релятивистский эффект). В целом, 6s-уровень снижается, а 5d-уровни растут.
Химические свойства
Золото - один из самых инертных металлов, стоящее в ряду напряжений правее всех других металлов. При нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством и не образует оксидов, поэтому его относят к благородным металлам, в отличие от обычных металлов, разрушающихся под действием и . В XIV веке была открыта способность царской водки растворять золото, что опровергло мнение о его химической инертности.
Существуют соединения золота со степенью окисления −1, называемые ауридами. Например, CsAu (аурид цезия), Na 3 Au (аурид натрия).
Из чистых кислот золото растворяется только в концентрированной селеновой кислоте при 200 °C:
2Au + 6H 2 SeO 4 → Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O
Концентрированная HClO 4 реагирует с золотом и при комнатной температуре, при этом образуя различные нестойкие оксиды хлора. Жёлтый раствор растворимого в воде перхлората золота (III).
2Au + 8HClO 4 → Cl 2 + 2Au(ClO 4) 3 + 2O 2 + 4H 2 O
Реакция обусловлена сильной окислительной способностью Cl 2 O 7 .
Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:
4Au + 8CN - + 2H 2 O + O 2 → 4 - + 4OH -
Цианоаураты легко восстанавливаются до чистого золота:
2Na + Zn → Na 2 + 2Au
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:
2Au + 3Cl 2 + 2Cl - → 2 -
Кроме того, золото растворяется в хлорной воде. Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических , образуя трибромид AuBr 3 .
С 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
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.
Происхождение
Зарядовое число 79 золота делает его одним из высших по количеству протонов элементов, которые встречаются в природе. Ранее предполагалось, что золото образовывалось при нуклеосинтезе сверхновых звёзд, однако по новой теории предполагается, что золото и другие элементы тяжелее железа образовались в результате разрушения нейтронных звёзд. Спутниковые спектрометры в состоянии обнаружить образующееся золото лишь косвенно, «у нас нет прямых спектроскопических доказательств, что такие элементы действительно образуются». По этой теории в результате взрыва нейтронной звезды содержащая металлы пыль (в том числе тяжёлые металлы, например, золото) выбрасывается в космическое пространство, в котором оно впоследствии конденсируется, так произошло в Солнечной системе и на Земле. Поскольку сразу после своего возникновения Земля была в расплавленном состоянии, почти всё золото в настоящее время на Земле находится в ядре. Большинство золота, которое сегодня присутствует в земной коре и мантии, было доставлено на Землю астероидами во время поздней тяжёлой бомбардировки. На Земле золото находится в рудах в породах, образованных начиная с докембрийского периода.
Геохимия
Содержание золота в земной коре очень низкое - 4,3·10 -10 % по массе (0,5-5 мг/т), 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, 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. Встречается также вместе с осмистым иридием (ауросмирид) Остальные минералы представлены теллуридами золота: калаверит AuTe 2 , креннерит AuTe 2 , сильванит AuAgTe 4 , петцит Ag 3 AuTe 2 , мутманит (Ag, Au)Te, монтбрейит Au 2 Te 3 , нагиагит Pb 5 AuSbTe 3 S 6 . 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 вторичные месторождения золота - россыпи, в которые оно попадает в результате разрушения первичных рудных месторождений, и месторождения с комплексными рудами - в которых золото извлекается в качестве попутного компонента.
Добыча
Люди добывают золото с незапамятных времён. С золотом человечество столкнулось уже в V тыс. до н. э. в эпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии.
По предположению археологов, начало системной добычи было положено на Ближнем Востоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно в Египте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в Шумерской цивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые III тыс. до н. э.
В России до елизаветинских времён золото не добывалось. Оно ввозилось из-за границы в обмен на товары и взималось в виде ввозных пошлин. Первое открытие запасов золота было сделано в 1732 году в Архангельской губернии, где вблизи одной деревни была обнаружена золотая жила. Её начали разрабатывать в 1745 году. Рудник с перерывами действовал до 1794 года и дал всего около 65 кг золота. Началом золотодобычи в России считают 21 мая (1 июня) 1745 г., когда Ерофей Марков, нашедший золото на Урале, объявил о своем открытии в Канцелярии Главного правления заводов в Екатеринбурге.
За всю историю человечеством добыто около 161 тысячи тонн золота, рыночная стоимость которого 8-9 триллионов долларов (оценка на 2011 год). Эти запасы распределены следующим образом (оценка на 2003 год):
- государственные ЦБ и международные финансовые организации - около 30 тыс. тонн;
- в ювелирных изделиях - 79 тыс. тонн;
- изделия электронной промышленности и стоматологии - 17 тыс. тонн;
- инвестиционные накопления - 24 тыс. тонн.
В России, среди месторождений золота большую роль играют россыпи, и по добыче россыпного золота Россия занимает 1 место в мире. Большая его часть добывается в 7 регионах: Амурская область, Забайкальский край, Иркутская область, Магаданская область, Республика Саха (Якутия), Хабаровский край, Чукотский автономный округ.
В 2011 году в мире было добыто 2809,5 т золота, из них в России - 185,3 т (6,6 % мировой добычи).
В 2012 г. в России было добыто 226 тонн золота, на 15 тонн (на 7 %) больше, чем в 2011 г.
В 2013 г. в России было добыто 248,8 тонны золота, это на 22.8 тонны (на 9 %) больше, чем в 2012 г. Россия заняла третье место по объёму добытого золота с показателем в 248,8 тонны. Первое место занял Китай, где объём добычи золота составил 403 тонны. Австралия заняла второе место и добыла 268,1 тонны золота.
В 2014 г. в России было добыто 272 тонны золота, это на 23,2 тонны (на 9%) больше, чем в 2013 г. Россия заняла второе место по объёму добычи золота. Первое место в списке занял Китай, где объём добычи драгоценного металла увеличился в годовом выражении на 6 % в сравнении с 2013 г. и составил 465,7 тонны. Третье место занимает Австралия с добычей золота в 269,7 тонны, что на 1% выше показателя 2013 года.
Объём добычи золота в мире в 2014 году увеличился на 2% - до 3,109 тысячи тонн золота. При этом общемировое предложение на рынке практически не изменилось и составило 4,273 тысячи тонн. Производство первичного золота выросло на 2% - до 3,109 тысячи тонн, переработка вторичного золота снизилась на 11,1% - до 1,122 тысячи тонн. Спрос на золото в мире сократился на 18,7% - до 4,041 тысячи тонн.
Получение
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы. В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков - трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.
Применение
Имеющееся в настоящее время в мире золото распределено так: около 10 % - в промышленных изделиях, остальное делится приблизительно поровну между централизованными запасами (в основном, в виде стандартных слитков химически чистого золота), собственностью частных лиц в виде слитков и ювелирными изделиями.
Запасы
В России
Запасы золота в государственном резерве России в декабре 2008 г. составили 495,9 тонн (2,2 % от всех государств мира). Доля золота в общем объёме золотовалютных резервов России в марте 2006 составила 3,8 %. По состоянию на начало 2011 года Россия занимает 8 место в мире по объёму золота, находящегося в государственном резерве. В августе 2013 года Россия увеличила золотой запас до 1015 т. В 2014 и 2016 годах Россия продолжила наращивать запасы драгоценного метала, которые на середину 2016 составили 1444,5 т.
Система проб
Во всех странах количество золота в сплавах контролируется государством. В России общепринятыми считаются пять проб золотых ювелирных сплавов: золото 375 пробы, 500, 585, 750, 958.
- 375 проба. Основные компоненты - серебро и медь, золота - 38 %. Отрицательное свойство - тускнеет на воздухе (в основном из-за образования сульфида серебра Ag 2 S). Золото 375 пробы имеет цветовую гамму от жёлтого до красного.
- 500 проба. Основные компоненты - серебро и медь, золота - 50,5 %. Отрицательные свойства - низкая литейность, зависимость цвета от содержания серебра.
- 585 проба. Основные компоненты - серебро, медь, палладий, никель, золота - 59 %. Проба достаточно высока, это обусловлено многочисленными положительными качествами сплава: твёрдость, прочность, устойчивость на воздухе. Широко применяется для изготовления ювелирных украшений.
- 750 проба. Основные компоненты - серебро, платина, медь, палладий, никель, золота - 75,5 %. Положительные свойства: подверженность полировке, твёрдость, прочность, хорошо обрабатывается. Цветовая гамма - от зелёного через ярко-жёлтый до розового и красного. Используется в ювелирном искусстве, особенно для филигранных работ.
- 958 проба. Содержит до 96,3 % чистого золота. Редко используется, так как сплав этой пробы является весьма мягким материалом, который не держит полировку и характеризуется ненасыщенностью цвета.
- 999 проба. Чистое золото.
