Золотий елемент і металева папка

Досьє - золото, магія алхіміків

Клер Кеніг

Вчитель природничих наук

Опубліковано 28.01.2019

Змінено 06.02.2019

Опубліковано 28.01.2019 - Змінено 06.02.2019

Золото: благородний матеріал, контрольна валюта, магія і таємниця рідкісного та дорогоцінного, золото нікого не залишає байдужим. Давайте відкриємо елемент, метал, трохи також міфів, які пов’язані з ним та його історією.

Золото, магія алхіміків

Золото: стихія і метал

Родовища золота та його видобуток

Технології: сплави, позолота та використання золота

Перші золоти у світі: від міфу про Ясона та Золоте руно до короля Мідаса

Історія про піонерів золотої лихоманки

Золото у Франції, експлуатація Ельдорадо

Ринок золота

Золото: від алхімії до сучасної хімії

Бібліографія та посилання на золото

металева

Рідні елементи

Метали

Неметали

Золото і земна кора

Символ Au
Система: кубічна
Щільність: d: 15,5 - 19,3
Твердість: 2.7
Властивості: злегка твердий, дуже важкий, пластичний, пластичний
Розщеплення: ні
Колір: жовтий або червоний, або білий, навіть зелений.
Блиск: яскравий металік
Прозорість: непрозора
Дуже легко асоціюється з Ag, але також з Cu.
Метал та мінерали рідко містяться в чистих кристалах (октаедрах). У здвоєних заповнювачах ламелі, сітчасті, дендритні, деревоподібні, ниткоподібні .

Основні золоті руди

  • Калаверите(Au, Ag) Te2 з теоретичним вмістом 43,59% золота, моноклініка.
  • Креннеріт має однакову формулу, але не однакову кристалічну систему, ромбічну.
  • Nagyagite Pb13Au2Sb3Te6S16 із вмістом 8,33%, ромбічна система.
  • Petzite Ag3AuTe2 або (Ag, Au) 2 Te, вміст близько 25%, кубічна система .
  • Гессіт, Ag2Te мінерал, який часто асоціюється з великою кількістю золота.
  • Сильваніт AgAuTe4 або Te2, вміст близько 25%, моноклінічна система .

Розсипні самородки, металеве золото, кристалізуються в кубовій системі, орієнтованій на грані (найбільший відомий самородок вагою 350 кг називається Білл Енд і походить з Нового Південного Уельсу в Австралії).

Трикутна діаграма Au-Ag-Cu, яка дає кольори золота відповідно до концентрацій інших присутніх металів.

Атомні властивості

Фізичні властивості

Механічні властивості варіюються залежно від залишкових домішок та обробок, які золото пройшло перед випробуванням, але золото є дуже пластичним матеріалом, його можна розтягувати до отримання дуже тонких дротів.
Ковкий матеріал має:
• значне подовження, • шия. "data-url ="/science/definitions/physique-ductilite-2074/"data-more =" Детальніше "> пластичність, податливість і липкість золотих листків - це дуже чудові властивості золота. Наведемо для прикладу, що з з граму золота можна зробити дріт у два кілометри! І цей виконує золоті плівки товщиною менше 10 -5 мм. З 30 г можна зробити лист 30 м 2, це як вказівка, просто для того, щоб виправити ідеї ! Те саме стосується теплових, оптичних та електричних властивостей.

Золото діамагнітне

Електронегативність: 2,54 (шкала Полінга)
Питома калорійність: 128 Дж/(кг * К)
Електропровідність: 09,66 10 6/м Ом
Опір: 2,04,10 -6 Ом .см при 0 °
Теплопровідність: 317 Вт/(м * К)
Коефіцієнт лінійного розширення: 14.66.10 -6
Перший потенціал іонізації: 890 кДж/моль
2-й потенціал іонізації: 1980 кДж/моль
Потенціал електронегативності: Eo = 1,46 В або 1,68 В за даними авторів для концентрації одного іона-г одновалентного золота на 1000 г води та 1,38 або 1,39 для тривалентного золота.

Ми все ще можемо помітити:

  • що подвійне заломлення зростає із збільшенням довжини хвилі в катодних відкладах;
  • те, що тонкоплівкове золото має опір R омічного провідника, є часткою напруги U між його виводами за інтенсивністю струму, що протікає через нього: R = U/I. "data-url ="/science/definitions/physique-resistance-electrique-364/"data-more =" Прочитати визначення "> аномально високий електричний опір;
  • що питомий опір золота в двох мікрометрах при 20 градусах більший, ніж у компактного золота;
  • що золото є найбільш електронегативним металом, що дає йому багато промислових застосувань. У ваннах використовуються хлориди, броміди, ціаніди або ферроціаніди.

Чисте золото незмінне

Ймовірно, саме це робить його таким цінним металом, більше ніж його рідкість. Це також дало йому великий символічний заряд, з часу його відкриття людиною. Незмінний, як вічні боги, сяючий, як Сонце: його назва походить від латинського aurum, що означає світанок. По-грецьки золото називають хризосом, статую із золота та слонової кістки - хриселефантином; так само хризантема перекладається як "золота квітка". Таким чином, золото символізує силу і божественність.

Як пояснити цю характеристику ?

Золото - благородний метал, вона бідна електронами, доступними для утворення хімічних зв’язків, відомих як валентні електрони. Він надзвичайно стійкий до дії хімічних речовин. З золотом, навіть більше, ніж з платиною, генерал
Символ: Pd Атомне число: 46 Електрон на енергетичний рівень: 2, 8, 18, 18, 0 Атомна маса: 106,42 u Найбільш стабільні ізотопи: 106Pd, стабільний при 60 нейтронах. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/e/9/8e9bfb01de_73840_palladiumokccwiki.jpg "data-url ="/science/definitions/chimie-palladium-14852/паладій або срібло, тому що в його атомі орбіти, на яких розподіляються електрони, дуже щільні. Ця конфігурація є джерелом його високого потенціалу іонізації, щільності та жовтого блиску, тому він не може поєднуватися з киснем: він не окислюється і не потьмяніє.

Від експерименту Резерфорда до будови атома

Золото також є в історії від витоків фундаментального відкриття - будови атома! Лорд Ернест Резерфорд народився в 1871 році в Новій Зеландії, здобув освіту в двох різних університетах, а потім розпочав свою кар'єру викладаючи науку. Теорії, створені фізикою, застосовуються в чітко визначених рамках.
Фізика. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/9/6/896f032c90_91933_physique-def.jpg "data-url ="/science/definitions/physique-physique- 15839/"data-more =" Детальніше "> фізика в Університеті Макгілла в Монреалі з 1898 по 1907 рр. Він продовжував цю діяльність протягом наступних дванадцяти років, але в різних університетах. Саме в 1919 р. Він був професором експериментальної фізики і директор лабораторії Кавендіш Кембриджського університету, а в 1920 р. він також займав професорську посаду в Королівському британському інституті в Лондоні.

Резерфорд був одним із перших і найважливіших ядерних дослідників. У 1896 р. Природна радіоактивність
Дійсно, деякі атоми нестійкі: їх називають «радіонуклідами». Вони мають властивість спонтанно розпадатися, віддавати інший елемент, виділяючи частинки. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/0/3/e/03ef3767b8_97175_definition-radioactivite.jpg "data-url ="/science/definitions/chimie-radioactivite- 512/"data-more =" Детальніше "> радіоактивність виявив Беккерель, відкривач" уранових променів ". Data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/9/3/7/9371690aa6_120655_becquerel.jpg "data-url ="/Sciences/Personalities/Sciences-henri-becquerel-1374/"data-more =" Детальніше "> Анрі Беккерель. Тоді швидко зрозуміли, що випромінювання урану належить до трьох різних категорій. Резерфорд назвав ці альфа-, бета- та гамма-промені на честь перших трьох літер грецького алфавіту. Гамма-промені були схожі на світлові, за винятком того, що їх довжина хвилі була надзвичайно короткою. Бета-промені були дуже швидкими потоками електронів. Тоді як альфа-промені представляли нововведення. Вони являли собою струми частинок, набагато масивніших за електрони, або в 7000 разів більше. Незважаючи на це, альфа-промені здавались справді малими, оскільки вони могли проходити крізь тонкі шари речовини, чого не міг зробити жоден атом.

Ось чому Резерфорд вирішив взяти альфа-промені для проведення свого експерименту. Метою Ернеста Резерфорда було відкрити будову атома, спостерігаючи траєкторії руху альфа-променів крізь речовину. Його експеримент полягав у простому бомбардуванні золотого листа альфа-променями.

Екран був розміщений ззаду, щоб чітко сприймати результати. Він міг зробити це спостереження, коли з’являлися яскраві плями, які вказували, де частинки торкалися екрану. З цим досвідом Резерфорд очікував лише невеликих відхилень, але на його подив, це зовсім не те, що він отримав. Натомість він отримав це (див. Схему нижче).

Золота фольга Резерфорда.

Точніше, це означає, що дуже велика частина альфа-частинок пройшла крізь золоте листя (3), тоді як інші відхилялися при проходженні через лист (1) і, нарешті, дуже мала кількість частинок відскочила назад. золоте листя (2) з дуже мінімальною товщиною, тобто половиною мікрометра. Резерфорд оголосив про свій виступ у 1911 році. Він швидко робить висновок, який ставить під сумнів прийняту дотепер ідею про те, що атоми є повноцінними сферами. Тоді з’являється революційна теорія: атом складається переважно з вакууму. Зароджується ядерна теорія матерії. Потім була розроблена нова модель - теорія атомного ядра Резерфорда, дуже швидко доповнена моделлю, розробленою датським фізиком на ім'я Нільс Бор.
Він є одним із творців квантової теорії зі своєю атомною моделлю в 1913 році, і через вплив, який він надалі матиме на творців механіки. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/4/3/e/43e521108b_50141916_bohr-700.jpg "data-url ="/science/personalities/physics-niels- bohr-240/"data-more =" Читати далі "> Нільс Бор, який довгий час працював з Ернестом Резерфордом.

Атомна модель Резерфорда, перейнята Бором.

У 1913 році Бор розробив модель, яка буде носити його ім'я. Атоми побудовані з ядер незначного розміру порівняно з цілим атомом, ядра, які, однак, представляють майже всю масу атома. Навколо цього ядра знаходиться електронна "процесія". Електрони розташовані на нерухомих орбітах і рухаються навколо ядра подібно до планет навколо Сонця. Звідси термін "планетарна модель" часто використовується для визначення моделі Бора. Ця модель має особливість дозволяти застосування теорії квантів енергії. Електрони можуть «перестрибувати» з однієї орбіти на іншу за рахунок посилення або втрати кванта енергії.

Висновки

  • Атом в основному складається з вакууму, оскільки більшість альфа-променів проходять крізь золоте листя, наче перешкод немає.
  • Маса атома зосереджена в точці який Резерфорд назвав ядром. Крім того, заряд цього ядра позитивний, оскільки альфа-частинки відштовхуються ядром.
  • Ядро надзвичайно невелике і щільне оскільки існує лише дуже мала частина підстрибуючих частинок.
  • Атом нейтральний, тобто позитивних зарядів стільки, скільки негативних зарядів.
  • Негативні звинувачення, незначної маси вони обертаються навколо ядра.

Ця теорія, що стосується будови атома та його роботи в ядерній фізиці, принесла йому Нобелівську премію.

Хімічні властивості золота

  • 198 80 Hg + 10n -> 198 79 Au + 1 1p
  • 199 80 Hg + 10n -> 199 79 Au + 1 1p

Ми це бачимо, тут нічого спільного з алхімією! ця реакція була отримана Шерром та Бейнбріджем і була опублікована в 1941 році.

Дія кислот на золото

Базова дія: небагато повідомляти
Дія сульфідів: теж не багато
Дія ціанідів: див. Главу про видобуток золота

Каталітична дія золота

Самородне золото на кварці.

Збережемо деякі сполуки золота Au +. Ми вже говорили про гідрид золота та умови, за яких його можна отримати.

Сполуки з хлором

Є кілька хлоридів. AuCl існує у 3 фази, пов'язані хімічними рівновагами при різних температурах і тисках:

Сполуки з сіркою

  • ауротіосульфати, наприклад, Na3 Au (S2O3) 2. 2 H2O;
  • ауросульфіти в тій самій жилі, Na3 Au (SO3) 2. 1,5 H2O;
  • ауросульфоціаніди Au (НБК мають десятки тисяч нейронів. ГАМК - це нейромедіатор, що міститься в НБК. Нейрони НСК виробляють. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/ images/midioriginal/1/a/c/1accdd0ee4_104388_horloge-biologic.jpg "data-url ="/health/definitions/brain-suprachiasmatic-nucleus-16304/"data-more =" Детальніше "> SCN) 2- або At (SCN) 4-.

З'єднання з ціанідом

  • ауросульфоціаніди Au (SCN) 2- або Au (SCN) 4-;
  • ауроціаніди, насправді подвійні солі Ni, наприклад: Ni Au (CN) 22;

Те саме стосується Au ++, хлориду, броміду та оксиду AuO, отриманих піролізом гідратованого тривалентного золота від 155 до 165 градусів, тобто ця сполука є "конфіденційною", але вона існує !

Подібним чином, сполуки з Au +++, деякі з яких є змішаними сполуками, такі як, наприклад, Rb4AuCl42PbCl4.

Всі ці реакції проводяться лише в лабораторії і мають на меті показати, що за певних умов ми можемо реагувати на золото і отримувати його сполуки. Це залишається рідкісним і складним !