Аурум
А́урум, Au (лат. aurum — золото) — хімічний елемент.
Зміст
Характеристика
Порядковий номер Z = 79, 6 періоду 11 групи періодичної системи, атомна маса 196.966569(5).
Природне Золото має один стабільний нуклід 197Au (100 %), у земній корі 3,1·10-7 %. Синтезовано 36 штучних ізотопів із масовими числами 169–205.
Електронна конфігурація
Електронна конфігурація [Xe]4f145d106s1. Ступені окиснення: -1, +1, +2, +3 (найстійкіший), +5.
Енергії йонізації 890,1(9,22), 1980(20,52), 2940(30,47) кДж/моль (еВ), +1,+2,+3, відповідно; електронегативність за Полінгом 2,54; атомний радіус 144 пм, ковалентний — 136 пм, ван-дер-ваальсовий — 166 пм, йонні радіуси, пм: Au+ 137, Au2+ 124, Au3+ 91.
Поширеність у природі
Золото народжується в ядрах нейтронних зірок, при руйнуванні яких опиняється на різних космічних тілах, тому є рідкісним на Землі та у Всесвіті (5,34·10–8%) та на Сонці (4,0·10–6%), що на порядок вище, ніж на Землі. У природі золото, головним чином, трапляється у вигляді золота самородного, а також у вигляді твердих розчинів зі сріблом (електрум), міддю (купроаурид), вісмутом (бісмутоаурид), родієм (родит), іридієм (іраурид) і платиною (платинове золото). Відомі телуриди золота AuTe2 (калаверит) і Au2Te3 (монтбреїт) та інші аурумовмісні мінерали кренерит (AuTe2), сильваніт (AuAgTe4), петцит (Ag3AuTe2), мутманіт ((Ag, Au)Te), нагиагит (Pb5AuSbTe3S6).
Шляхи отримання
Найдавніший метод виділення золота полягає у відмиванні золотого піску від легшої породи. З 1-го тис. до н. е. використовують амальгамування — розчинення золота ртуттю з подальшою відгонкою ртуті. Наприкінці 18 ст. поширився метод хлорування. 1843 започатковано ціанідний спосіб виділення золота, який широко використовується і дає змогу практично повністю виділити золото навіть з найбідніших руд. Для вилучення золота рудний концентрат обробляють при доступі повітря розведеним розчином NaCN. При цьому золото переходить у розчин, з якого потім виділяють дією металічного цинку.
В Україні розроблені оригінальні методи вилучення золота — грануляційне адгезійне збагачення та біометоди:
- бактеріальне вимивання (розчинення за участі аурофільних мікробів);
- біосорбція (мікробіологічне вилучення золота з розчинів);
- біофлотація (використання флотоагентів-мікробів).
Золоті артефакти знайдені в печерних похованнях Нагаль Кана (Nahal Kana) відносяться до мідної доби (енеоліту) і вважаються найдревнішими зі Східного Середземномор’я. Золоті вироби знайдені біля озера Варна (Варненський некрополь) вважають найбільш точно датованими серед знахідок і відносяться до 4-го тисячоліття до н. е. Золоті вироби, наприклад, золоті капелюхи (циліндри), з’явилися у Центральній Європі у бронзову добу з 2-го тисячоліття до н. е. Очищення золота і відокремлення його від срібла почалося у 2-й половині 2-го тисячоліття до н. е. Уже в стародавньому світі золото виконувало функцію накопичення й збереження вартості праці, а з кінця 4 тисячоліття до н. е. в Єгипті його використовували як платіжний засіб. За царювання фараона першої династії Менеса виникла практика таврування зливків, що давало гарантію ваги й проби. Карбування монет розпочато у Лідії наприкінці 7 ст. до н. е., а протягом наступних ста років монети поширено на всю грецьку цивілізацію в Середземному морі.
За історію людства видобуто приблизно 160 тисяч т золота. Цікаво, що до відкриття Америки видобуто не більше 13 тисяч т, а вартість золота була дуже високою (ціна звичайної ювелірної прикраси в Середньовічній Європі дорівнювала вартості невеличкого села з мешканцями й худобою).
Лише близько 10 % світового золота задіяно у промислових виробах, решта ділиться приблизно порівну між централізованими запасами (в основному, у вигляді стандартних зливків хімічно чистого золота), власністю приватних осіб у вигляді зливків і ювелірними виробами.
Фізичні властивості
Проста речовина золото — м’який, жовтий, блискучий метал (при просвічуванні тонких напівпрозорих плівок — зелено-блакитного кольору), що має високу електро- (40Hg), теплопровідність (318 Вт/м·К) і відбивну здатність.
Кристалізується у гранецентрованій кубічній ґратці; tтопл 1337.33 K (1064.18 °C), tкип 2435 K (2162 °C); при 293 К густина 19300 кг/м3 (17310 кг/м3 коли рідкий), питомий електричний опір 22,14 нОм·м, твердість за Бринелем 188–245 МПа (≈ твердість нігтя), за Моосом 2,5, модуль Юнга 79 ГПа. Золото має найвищу ковкість, м’якість, тягучість і гнучкість, може бути прокатано у плівку товщиною 100 нм, легко полірується, а у відполірованому вигляді має найвищу відбивальну здатність стосовно світла, особливо інфрачервоного.
Хімічні властивості. Характерні реакції
Золото має виняткову хімічну інертність та внаслідок хімічної стійкості є одним із найшляхетніших металів, на який не діють луги і більшість кислот, окрім дуже сильних окисників, таких як H2SeO4 та HClO4 :
Золото не взаємодіє з киснем, сіркою, фосфором тощо. Золото стійке до дії атмосферної корозії і всіх природних вод. Воно звичайно розчиняється у розчинах, що містять ліганди (утворюють із золотом комплекси) і окисник, але кожний з цих реагентів, узятий окремо, не здатний розчинити золото. Так, золото не розчиняється в хлоридній (соляній) або нітратній та сульфатній кислотах, але легко розчиняється в aquaregia — «царській воді» (суміші концентрованих 3 : 1 HCl + HNO3), у хроматній кислоті за наявності хлоридів і бромідів лужних металів, сумішах сульфатної кислоти з нітратною або калій перманганатом, у розчинах ціанідів за наявності кисню повітря або пероксоводню з утворенням диціанідоаурат(I)-йону:
У випадку реакції з хлором, комплексоутворення також значно полегшує перебіг реакції: з сухим хлором з утворенням аурум трихлориду золото реагує при ~200 °C, а в розчині за присутності хлорид-йонів з утворенням тетрахлоридоаурат(ІІІ)-йону вже при кімнатній температурі:
Із бромом золото реагує вже за звичайних умов з утворенням суміші AuBr3 та AuBr, а вище 60 оС утворюється лише AuBr.
З йодом реакція відбувається при нагрівання вище 50 оС, причому утворюється виключно AuI.
З флуором золото реагує при 300–400 °C з утворенням AuF3. Золото розчиняється також у ртуті з утворенням амальгами, що містить інтерметаліди (AuHg2, Au2Hg тощо), які значно покращують його розчинність. Відоме велике число ауруморганічних сполук, наприклад, діалкілаурумгалогеніди.
Значення та використання
Сполуки золота токсичні, накопичуються в нирках, печінці, селезінці, гіпоталамусі, що може викликати захворювання на дерматити, стоматит, тромбоцитопенію.
Сполуки ауруму (препарати натрій ауротіомалат, ауротіопрол (кризанол) та ауранофін) застосовують при лікуванні аутоімунних захворювань, зокрема ревматоїдного і псоріатичного артриту.
Ізотоп 198Au (період напіврозпаду 2,7 днів) застосовують у діагностиці та лікуванні онкологічних, деяких інших захворювань. Стопи золота традиційно застосовуються у відновній стоматології для виготовлення коронок та постійних містків. Золото використовують як харчову добавку Е175.
За хімічною стійкістю і механічною міцністю золото незамінне як матеріал для електричних контактів. Тому золоті провідники і гальванічні покриття золотом контактних поверхонь, роз’ємів, друкованих плат застосовують у мікроелектроніці. Золото використовують як мішень в ядерних дослідженнях, як покриття дзеркал, що працюють в інфрачервоному діапазоні, і як оболонка в нейтронних бомбах. Золоті припої застосовують при паянні металів. Тонкі прокладки, виготовлені з м’яких стопів золота, використовують у техніці надвисокого вакууму. Золочення металів широко використовують як метод захисту від корозії. Хоча таке покриття має істотні недоліки, воно поширене, оскільки виріб набуває вигляд «золотого».
Найважливіший елемент світової фінансової системи (світові банківські резерви золота оцінюються в 32 тисячі т).
Додатково
Біологічну роль золота до кінця не вивчено. Відомо, що в організмі людини міститься близько 0,01 г золота (50 % у кістках). Добова потреба дорослої людини в золоті складає 2–4 мкг. Таку дозу можна одержати простим носінням обручки на пальці. Золото в організм людини, зазвичай, потрапляє через шкіру (від ювелірних виробів під час носіння) та разом з їжею. Особливо на нього багата кукурудза (зерна, стебла і листя).
Ювелірні вироби виготовляють не з чистого золота, а з його стопів з іншими металами, значно переважаючими золото з механічної міцності та стійкості. Переважно це стопи Au-Ag-Cu, які можуть містити добавки цинку, нікелю, кобальту, паладію. Стійкість до корозії таких стопів визначається вмістом золота, а колірні відтінки і механічні властивості — співвідношенням срібла і міді. Найважливішою характеристикою ювелірних виробів є їхня проба, що характеризує вміст у них золота. Традиційно чистота золота вимірюється в британських каратах. 1 британський карат дорівнює одній двадцять четвертій частині маси сплаву. 24-каратне золото (24K) є чистим, без будь-яких домішок. За німецькою системою, використовуваною у Радянському Союзі і Україні, проба варіюється від 0 до 1000 і показує вміст золота в тисячних частках (проміле). Так, 18-каратне золото відповідає 750-й пробі. Золото 999, 99-ї проби вважають «практично чистим», саме такої проби воно і буває в зливках. В Україні загальноприйняті 5 проб золотих ювелірних стопів: 375, 500, 585, 750, 958 (три останні не тьмяніють під час носіння).
Література
- Голуб А. М. Загальна та неорганічна хімія : в 2 т. Київ : Вища школа, 1971. Т. 2. 416 с.
- Некрасов Б. В. Основы общей химии. 3-е изд., испр. и доп. Mосква : Химия, 1973. Т. 2. 688 с.
- Greenwood N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. Oxford : Pergamon Press, 1984. 1542 p.
- Степаненко О. М., Рейтер А. Г., Ледовський В. М. та ін. Загальна та неорганічна хімія : в 2 ч. Київ : Педагогічна преса, 2002. Ч. 2. 784 с.
- Григор’єва В. В., Самійленко В. М., Сич А. М. та ін. Загальна хімія. Київ : Вища школа, 2009. 471 с.
- Stwertka A. A Guide to the Elements. 4th ed. New York : Oxford University Press, 2018. 264 p.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Голуб О. А. Аурум // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Аурум (дата звернення: 30.04.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 25.11.2020
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
