Золото — это химический элемент какой группы и подгруппы?
Золото — это тяжелый металл, поэтому искать его будем внизу таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева.
Порядковый номер золота — 79, находим его в таблице и определяем группу и подгруппу.
По устаревшей классификации, когда таблицу Менделеева делили на восемь групп, а каждую группу — на две подгруппы (главную и побочную), золото на ходится в первой группе, в побочной подгруппе и является амфотерным металлом.
Но это общепринятая таблица. А есть еще одна форма таблицы, которая называется длинной, и которая состоит из 32 столбцов.
В такой форме таблицы золото находится в 11 группе, как один из переходных металлов.
Классификация цветных металлов
Согласно промышленной классификации, все металлы делятся на две группы: черные и цветные. К черным металлам относятся железо и его сплавы, марганец и хром, производство которых тесно связано с металлургией чугуна и стали. Все остальные металлы относятся к цветным.
Цветные металлы условно делятся на пять групп:
Основные тяжелые металлы: медь, никель, свинец, цинк и олово. Свое название они получили из-за больших масштабов производства и потребления, большого («тяжелого») удельного веса в народном хозяйстве.
Малые тяжелые металлы: висмут, мышьяк, сурьма, кадмий, ртуть и кобальт. Они являются природными спутниками основных тяжелых металлов. Обычно их получают попутно.
Легкие металлы: алюминий, магний, титан, натрий, калий, барий, кальций и стронций. Металлы этой группы имеют самую низкую среди других металлов плотность (удельную массу).
Благородные металлы: золото, серебро, платина и платиноиды (палладий, родий, рутений, осмий и иридий). Эти металлы обладают высокой стойкостью к воздействую окружающей среды и агрессивных сред.
Золото
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 Древнем Египте. В античные времена люди верили, что золото создано уникальным сочетанием воды и солнца. Уже с тех времен оно считалось символом богатства и использовалось для изготовления ювелирных украшений и предметов роскоши.
Иллюстрация: Monex Precious Metals
Желтый металл неоднократно в истории становился целью войн. Так, походы Александра Македонского в 344 году до н. э. имели одной из целей захват огромных золотых запасов Персии. Вторая Пуническая война против Карфагена в 202 году до н. э. дала Риму, в частности, доступ к золотодобывающим регионам Испании.
История знает такое явление, как золотая лихорадка, когда открытие новых золотоносных месторождений приводило к кардинальным изменениям в экономике целых регионов и всего мира. Например, в 1700 году золото начали добывать в Бразилии. В считаные годы страна превратилась в основного мирового поставщика драгоценного металла, добывая его до 15 тыс. тонн в год. Золотоискатели хлынули в Бразилию, и это повлияло на освоение нового континента. В 1848 году золото было обнаружено в Калифорнии. Это стало одним из факторов, способствовавших созданию такой страны, как Соединенные Штаты Америки. В 1850-м открытие золотых месторождений в Австралии вызвало поток поселенцев на новые территории. Самая знаменитая золотая лихорадка началась в 1896 году, когда два канадских геолога обнаружили запасы металла неподалеку от реки Юкон. Название этого месторождения – Клондайк – стало нарицательным. Аналогичная история произошла десятилетием позже в Южной Африке, с одним лишь различием: там золото добывалось уже корпорациями и промышленным способом.
Самородок «Бычья голова»
Иллюстрация: Музей Геологии Центральной Сибири.
На сегодняшний день известно несколько технологий добычи золота: промывка, амальгамация с использованием ртути, цианирование и регенерация. Всего в мире производится в среднем около 2 500 тонн золота в год. Самое большое количество золота в мире добывается в ЮАР. Далее следуют Китай, Австралия, США, Перу, Россия (занимающая шестое место), Канада, Мали, Узбекистан, Гана.
В 2010 году в мире более 450 тонн золота было использовано в технических целях.
- В электронике металл применяется как покрытие контактов, в частности в микросхемах. Золотые покрытия могут использоваться при изготовлении печатных плат, разъемов.
- Золотые припои нужны при пайке металлов. В том числе тогда, когда требуется особая точность соединений, например в вакуумной технике.
- Золочение металлов. Стоимость золота редко оправдывает его использование в качестве покрытия для защиты от коррозии, зато готовым изделиям придается особый дорогой вид.
- Значительные количества золота потребляет стоматология, также оно входит в состав некоторых фармакологических препаратов. Оно зарегистрировано в качестве пищевой добавки E175.
Тем не менее основное применение в наши дни золото находит в ювелирной промышленности. Причем для изготовления украшений не может использоваться чистый металл, так как он слишком мягкий для этой цели. Поэтому применяются его сплавы с цинком, никелем, палладием, кобальтом. А цвет готового изделия определяется наличием в нем меди и серебра. За 2010 год в ювелирной промышленности использовано более 2 000 тонн золота. Среди основных потребителей золотых ювелирных украшений традиционно первое место занимает Индия, где продается до 27% от общего мирового объема производства. За ней следуют Китай и США.
Низкое содержание в земной коре и сложность добычи обусловили относительную редкость золота, а благодаря его химической инертности и эстетическим качествам оно стало считаться драгоценным металлом. Поэтому золото с древних времен используется в качестве объекта инвестирования и создания резервов. В общей сложности за 2010 год спрос на золото в инвестиционных целях составил порядка 1 500 тонн. Золотые запасы существуют у большинства стран. Кроме того, в мировой экономике этот драгметалл может использоваться в качестве золотого стандарта – гарантированного наполнения национальных валют. Такая система впервые была введена в Великобритании в 1816 году, после Наполеоновских войн, и просуществовала вплоть до отмены Бреттон-Вудской валютной системы.
Золотая монета Банка России весом 5 кг.
Ряд экономических кризисов XXI века, огромные задолженности наиболее развитых стран, сопровождающиеся чрезмерной эмиссией бумажных денег, – все это заставляет ряд современных экономистов поднимать тему возврата к той или иной форме золотого стандарта в будущем.
Золото – это биржевой товар. Оно имеет свой собственный стандартный код, аналогично валютам: как правило, его обозначают XAU. Основные биржевые площадки — London Metal Exchange (LME, Лондонская биржа металлов) и New York Stock Exchange (NYSE, Нью-Йоркская фондовая биржа). Широкое обращение имеют фьючерсные контракты на золото. Цены указываются в тройских унциях. На осень 2011 года золото стоит в пределах 1 600–1 800 долларов США за унцию. Основным фактором, влияющим на ценообразование, помимо соотношения спроса и предложения в ювелирной и других отраслях промышленности, служит состояние мировой экономики — так, инвесторы считают золото альтернативой валютным вложением денежных средств.
Помимо стандартных слитков, торгуемых на биржах, в обращении находятся также золотые монеты, которые время от времени выпускают центральные банки. Например, из этого металла 999-й пробы выполнен «Георгий Победоносец» Банка России (номинал 50 рублей, 2006 год выпуска), серия «Золотой орел», выпускаемая в США (монеты весом 1, 1/2 и 1/4 тройской унции), серия «Британия», выпущенная Банком Англии (монеты весом 1, 1/2, 1/4 и 1/10 тройской унции).
В России инвестирование в драгоценные металлы, в том числе в золото, своим клиентам предлагают многие кредитные организации, такие как Сбербанк, НОМОС-Банк, СМП Банк и др. Причем возможно совершение операций не только с физическими слитками или памятными монетами, но также с использованием обезличенных металлических счетов.
Золото
Зо́лото (лат. Aurum), Аu, химический элемент I группы короткой формы (11-й группы длинной формы) периодической системы , относится к благородным металлам ; атомный номер 79, атомная масса 196,966569. В природе существует один стабильный изотоп 197 Au; искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 171–205. Золото относится к рассеянным элементам . Содержание золота в земной коре 4,3 · 10 –7 % по массе, в морской воде 5 · 10 –6 мг/дм 3 . В природе золото находится в основном в свободном состоянии в виде твёрдых растворов с серебром , а также медью , висмутом , родием , иридием , платиной ; очень редко образует химические соединения , главным образом теллуриды – минералы калаверит AuTe 2 , креннерит (Au, Ag)Te 2 , сильванит AuAgTe 4 , петцит Ag 3 AuTe 2 . В самородном виде золото встречается в виде вкраплений в кварце и других минералах, является примесью в полиметаллических рудах .
Свойства
Конфигурация внешних электронных оболочек атома золота 4f 14 5d 10 6s 1 ; в соединениях обычно проявляет степени окисления +1 и +3, редко +2 и +5; энергии ионизации Au 0 → Au + → Au 2+ → Au 3+ соответственно равны 9,22; 20,52 и 30,47 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,54; атомный радиус 135 пм, радиус ионов Au + 151 пм ( координационное число 6), Au 3+ 99 пм (координационное число 6). Золото – жёлтый мягкий ковкий и пластичный металл; кристаллическая решётка гранецентрированная кубическая; t пл 1064,18 °С, t кип 2856 °C; плотность 19300 кг/м 3 ; при 273 К теплопроводность 310 Вт/(м · К), удельное электрическое сопротивление 2,06 · 10 –8 Ом·м; диамагнетик ; твёрдость по Бринеллю 220–250 МПа; модуль упругости 81 ГПа. Золото может быть прокатано в фольгу толщиной до 0,1 мкм.
Образец золота. Фото: Bjoern Wylezich / Shutterstock Образец золота. Фото: Bjoern Wylezich / Shutterstock
В водных растворах цианидов K и Na при доступе O 2 или других окислителей золото растворяется с образованием дицианоаурат-иона: 4 A u + 8 C N − + 2 H 2 O + O 2 = 4 [ A u ( C N ) 2 ] − + 4 O H − 4Au + 8CN ^ <->+ 2H_ <2>O + O_ <2>= 4[Au(CN)_<2>]^ <->+ 4OH^ <->4 A u + 8 C N − + 2 H 2 O + O 2 = 4 [ A u ( CN ) 2 ] − + 4 O H − ; эта реакция лежит в основе важнейшего промышленного способа извлечения золота из золотоносных руд путём селективного выщелачивания – цианирования . С галогенами при отсутствии влаги золото без нагревания не взаимодействует, при нагревании в зависимости от условий проведения реакции образуются моногалогениды (например, хлорид AuCl) или тригалогениды (например, трибромид AuBr 3 ). Со многими металлами золото образует сплавы ; один из старейших методов извлечения золота из горных пород ( амальгамация ) основан на образовании амальгамы золота. Соединения золота легко восстанавливаются до металла. Для золота характерна способность к комплексообразованию , образованию твёрдых растворов и металлических соединений со многими более электроотрицательными элементами.
Получение
Промышленные источники золота – золотоносные руды и кварцевые пески собственно золотых россыпных, коренных месторождений (содержание золота 5–15 г/т), а также промежуточные продукты (содержание золота 0,5–3 г/т) свинцово-цинкового, медного, уранового и других производств. Из россыпей золото извлекают методом гравитационного обогащения в водном потоке, используя ловушки, отсадочные машины, концентрационные смолы, шлюзы, различные промывочные приборы. Со дна рек и озёр золотоносные пески добывают и обогащают на драгах. При извлечении золота из коренных руд используют комбинированные схемы, включающие обогатительные (гравитация, флотация ) и металлургические (в основном ионообменная сорбция из пульп, цианирование) операции. При использовании цианирования измельчённую руду или концентрат обрабатывают раствором NaCN; из растворов золото осаждают порошком Zn при перемешивании, выделяют с помощью ионообменных смол или активированных углей . Конечные продукты – гравитационный концентрат (т. н. золотая головка) и черновое золото. Очищают золото растворением в царской водке с последующим избирательным осаждением (например, с помощью FeSO 4 ), хлорированием в расплаве или растворе ( хлоринация ) и электролитическим рафинированием в солянокислом растворе.
Применение
Золото и его сплавы используют для декоративных целей, изготовления ювелирных изделий, часов, монет, медалей, зубных протезов (содержание золота в таких сплавах характеризуется пробой; см. в статье Ювелирные сплавы ), в технике – для изготовления деталей химической аппаратуры, электрических контактов и проводов, изделий микроэлектроники, окрашивания стёкол , нанесения покрытий на металлическую поверхность (в самолётостроении, космической технике и др.), в производстве припоев, катализаторов и др.; см. также Золочение . Радиоактивный изотоп 198 Au ( период полураспада T ½ 2,694 суток) используют для лечения опухолей в лучевой терапии . Золото – валютный металл (всеобщий эквивалент денег ).
Историческая справка
Древнейшие находки золотых вещей (5-е тыс. до н. э.) в Старом Свете единичны и относятся к энеолиту . Это обрывки фольги и мелкие обломки проволоки (поселение Убейд в Южной Месопотамии ). Массовое производство золотых украшений, знаков власти и других изделий в энеолите начинается на севере Балканского п-ова, в культурах, входивших в Балкано-Карпатскую металлургическую провинцию , вместе с масштабным производством медных изделий (5-е – начало 4-го тыс. до н. э.). В Варненском могильнике , на памятниках культур Караново VI, Гумельница известно несколько сотен находок из золота.
В раннем бронзовом веке известны массовые находки золотых вещей в широкой зоне Циркумпонтийской металлургической провинции , а также в Древнем Египте . Это украшения из могильников протодинастического периода Древнего Египта, захоронений на территории поселения на тепе Гавра (Северная Месопотамия), курганного могильника Си-Гирдан (Северо-Западный Иран), курганов майкопской культуры на Северном Кавказе . Изделия исчисляются сотнями, в майкопских комплексах – тысячами. Используется литьё, производство золотой фольги, сочетание золота с полудрагоценными камнями ( лазурит ). На территории Израиля в пустыне Негев к этому времени относится погребение Нахаль-Кана , где обнаружены 8 кольцевидных слитков золота стандартного размера и массы. Это наиболее ранняя находка слитков драгоценного металла, по крайней мере на Ближнем Востоке.
Расцвет производства изделий из золота наступает во второй трети 3-го тыс. до н. э. и связан с функционированием ранних государств в Египте, Месопотамии, Анатолии, Иране, Палестине. Число золотых находок исчисляется тысячами и значительно превышает количество бронзовых вещей. Особенно много золотых вещей из могильников общественной элиты : гробницы Древнего царства (Египет); «Царский некрополь» в Уре (Южная Месопотамия); клады из Трои II (Северо-Западная Анатолия); «царские» погребения в Аладжа-Хююке и Хороз-Тепе, клад Эскияпар (Центральная Анатолия); захоронения и клады в Гиссаре III (Северо-Западный Иран). Отмечена работа профессиональных ювелиров, применявших пайку, зернь, филигрань. Известны стандартные слитки и заготовки из золота (Троя II).
В позднем бронзовом веке (2-е – начало 1-го тыс. до н. э.) золото получает широкое распространение. Изделия из него известны на памятниках, связанных с Европейской металлургической провинцией и Евразийской степной металлургической провинцией , в ряде других регионов Старого Света. На юге, западе и в центре Европы ( культура полей погребений , культура Вилланова , лужицкая культура и др.) основная часть дошедших до нас золотых украшений, чаш, высоких конических шляп («царские» головные уборы), а также слитков и лома сосредоточена в кладах (Эберсвальде и др.), как вотивных, так и связываемых с военной опасностью. На востоке Европы ( срубная культура ) и в азиатской степи и лесостепи ( андроновская культура ) литые украшения из золота являются редкостью, зато здесь получила распространение плакировка золотой фольгой бронзовых височных колец, подвесок, перстней и других изделий. Выдающиеся произведения мастеров, работавших с золотом, представлены в Древнем Египте (могила Тутанхамона и др.).
В раннем железном веке (с 10/8 вв. до н. э.) огромное количество золотых изделий сосредоточено в могилах общественной элиты воинственных обществ евразийской степи, связанных со «скифо-сибирским миром» . Многие детали оружия, одежды, конского снаряжения и упряжи, сосудов и другие изделия выполнены в скифо-сибирском зверином стиле и мастерами соседних цивилизаций (главным образом античной, передне- и центральноазиатских). В более западных регионах Европы многие изделия из золота происходят, помимо погребений общественной элиты, из кладов культур Гальштата , Латена , фракийцев и др. Наряду с украшениями, в этих комплексах, как и в бронзовом веке, много золотых сосудов. Огромные богатства, включавшие главным образом золотые или украшенные золотом предметы правителей, общественной элиты, храмов древних государств, были разграблены в ходе многочисленных войн. Даже выдающиеся находки, такие как Тилля-Тепе, Амударьинский клад и т. п., дают отдалённое представление о богатстве элит, не говоря уже о царских сокровищницах. Золото было непременной частью изделий в полихромных стилях , в стиле клуазоне и др.
В Новом Свете все трёхтысячелетнее развитие древней металлургии и металлообработки, связанной не только с золотом, но и с другими металлами, в доколумбовую эпоху было нацелено только на создание разнообразных изделий (маски, пластины, скипетры, фигуры фантастических животных и др.), обслуживающих религиозные культы или подчёркивающие социальный статус владельцев. Многое было расхищено конкистадорами, и археологические раскопки (например, Сипан в Перу) дают представление лишь о малой части существовавших богатств, как и об искусстве мастеров, работавших с золотом.
В доколониальной Тропической Африке золото было важнейшим экспортным товаром. Его добывали промыванием золотоносного песка в ямах (глубиной до 3 м) или в шахтах (глубиной до 30 м). Добычей занимались большесемейные группы. Караванными путями золото доставлялось из Западного и Центрального Судана через Сахару и внутреннюю Восточную Африку к суахилийским портам Индийского океана .
Источников золота в древности было много, т. к. добывалось в основном широко распространённое аллювиальное золото. До сих пор золотоносными являются реки Джейхан и Сейхан в Киликии (Юго-Восточная Анатолия), имевшей древние связи с Месопотамией, Сирией и Финикией, а также многие реки Урала и Сибири . Добыча золота из кварцитовых жил особенно масштабной была в Аравийской (Восточной) пустыне между Нилом и Красным морем , на Иберийском полуострове, в Альпах .
Шумерские клинописные тексты 3-го тыс. до н. э. упоминают в качестве поставщиков золота страну Мелухха в южной части Персидского залива и горную страну Аратта, которую многие исследователи помещают к востоку от Месопотамии (на территории Ирана). Египетские источники сообщают об обширных поставках золота из Нубии в Хеттскую державу и Ассирию. В Библии упоминается золотоносная река Фисон, текущая из рая (Быт. II, 11,12), золотоносные страны Офир, Парваим, Сава, Раема, Уфаз. Некоторые топонимы локализованы; так, Сава располагалась на Аравийском полуострове.
Золото имело наибольшую дарообменную ценность и в дальнейшем стало одним из наиболее распространённых материалов для изготовления денег . В Африке денежным эквивалентом был золотой песок, в который превращались также золотые слитки. Для его взвешивания была создана особая система весовых единиц, обозначавшихся значками на специальных бронзовых гирьках (особенно у ашанти ). Первые монеты из золота появились не позднее 7 в. до н. э. в Лидии и греческих центрах в Эгейском море , но в широкое обращение впервые поступили в государстве Ахеменидов ( дарик ).
Роль золота в древних культурах как универсального символа света, огня, совершенства, мудрости и мистического знания, священного достоинства, власти отражена в мифах о золотых предметах, которые должен добыть герой ценой тяжёлых испытаний (золотых яблоках, золотом руне , Жар-птице и др.), или кладе, охраняемом чудовищем (цикл Нибелунгов и т. п.). Позднее с этими представлениями связан поиск Эльдорадо испанскими конкистадорами в Новом Свете и др.