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

Один из наиболее распространенных материалов в давние времена и сегодня – золото, в таблице Менделеева находится среди других драгоценных металлов (иридий, платина, серебро, палладий и др.). Его отличает от них не только формула и характеристики, но и ценность, а также происхождение. Однако главная особенность Au заключается в противоречивых свойствах. Так, твердость золота по шкале Мооса одна из самых низких, но зато ценность – высокая. Несмотря на подобные тонкости, изделия из золотого сплава применяются достаточно широко, металл добывается на протяжении веков (история золота насчитывает многие тысячелетия). Au продолжает образовываться до сих пор.

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:

• старинный славянский вариант – в основе лежит слово «злато»;
• литовское значение geltonas – «желтый»;
• латинское название золота в переводе соответствует характерному цвету драгоценного металла – «желтый».

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».

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.

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.

Место 79 в периодической таблице Менделеева. История открытия элемента

Au – элемент таблицы, который находится под номером 79. Описание начинают, освещая особенности металла:

• относится к первой группе таблицы;
• представляет тяжелые металлы;
• благодаря свойствам есть возможность узнать все о золоте, например, драгметалл не взаимодействует с неметаллами, исключение составляют галогены.

Аурум считается наиболее давним металлом. Его открыли первым, а произошло это примерно 11 тыс. лет назад. Разные источники называют другие даты: VI и IV века до н. э. Однако все они имеют право на существование, т. к. появились на фоне свидетельств обнаружения изделий из этого драгметалла. Один из примеров – найдены украшения возрастом 3 тыс. лет до н. э. Ранее изделия из золота считались наиболее ценными, т. к. материал получил статус «царь металлов».

По мере разработки новых месторождений в прежние времена обнаруживали источники нефти. Однако ранее не было достаточно информации о данном полезном ископаемом. Нефть не была популярной, тогда еще не открыли ее свойств, не оценили степень пользы для человечества. А значит, искали, прежде всего, аурум. Нефть же и сопутствующие полезные ископаемые – находились случайно во время разработки грунта.

Постепенно золотодобыча стала набирать обороты. В поисках Au, во время разработки земель, где еще никто не бывал, происходило открытие новых месторождений, т. к. постепенно запасы драгметалла иссякали. Чтобы пополнить их, совершали походы на другие территории. Достоверно неизвестно, кто открыл золото, т. к. уже сложно воспроизвести цепочку давних событий. Это сделали люди, жившие много тысяч лет назад. История открытия золота предполагает необходимость учета всех упоминаний, а они встречаются в разные века и на различных территориях.

Золото в природе: первичные и вторичные месторождения

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

• первичный или коренной;
• вторичный (рассыпные месторождения).

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.

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:

• кварц;
• железо;
• сульфид цинка и свинца;
• медный колчедан.

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.

Причем аурум содержится в виде мелких частиц, поэтому требуется использовать специальные средства для поиска и очистки драгметалла от добавочных компонентов. Это рассыпные месторождения – следствие отделения аурума от большей части примесей благодаря его свойствам (например, существенной массе).

Золото в химии: химические и физические свойства, формула, электронная конфигурация, кристаллическая решетка, из чего состоит, масса элемента

Химическая формула золота – это неопределенное понятие, т. к. она зависит от состава материала. Металл соединяется с малым количеством веществ, примесей и соединений. В результате меняются и физические свойства золота. Основные характеристики, параметры драгметалла:

• эмпирическая формула золота – Au;
• кристаллическая решетка – кубическая, тип – гранецентрированная;
• теплопроводность металла – 318 Вт/м*К;
• плотность составляет 19,3 г/см³;
• металл непрозрачный;
• запах отсутствует;
• электронная конфигурация – {Хе} 4f¹⁴5d¹⁰6S¹;
• температура плавления – 1064,18°С;
• атомная (молярная) масса – 196,966569 а.е.м. (г/моль).

Аурум – мягкий металл. Среди основных свойств золота отмечают и такой параметр, как показатель твердости. Используют разные методы для его определения:

• по Моосу – 2,5;
• по Виккерсу – 2,16 ГПа;
• по Бриннелю – 2,45 ГПа.

Реакция на кислоты

Кроме перечисленных, отмечают и свойства золота, позволяющие оценить его способность взаимодействовать с другими компонентами, веществами. Аурум – условно инертный материал (в чистом виде). Таким он может называться, т. к. существует мало веществ, с которыми Au вступает в реакцию. К ним относятся некоторые кислоты. Благодаря этому металл называют благородным.

Для сравнения большинство других окисляется, теряет свойства. В этом отношении аурум превосходит остальные материалы. Кроме того, селеновая кислота при высоких температурах (+200 градусов) способствует растворению Au.

Драгметалл подвержен воздействию хлорной кислоты (при комнатной температуре), что приводит к образованию оксида хлора и перхлората золота.

Степень окисления и взаимодействие с галогенами

Аурум реагирует на кислород, не только на вещества агрессивного действия. Степень окисления может быть разной, что зависит и от вещества, с которым может произойти предполагаемая химическая реакция.

Кроме того, соединения, которые образовались при этом, имеют свойство восстанавливаться, а другие, наоборот, способствуют полному растворению драгметалла.

Au взаимодействует с галогенами. Причем изменения происходят намного быстрее, чем при соединении с другими веществами. Для сравнения с кислородом аурум не вступает в реакцию напрямую, но подвержен его действию – окисляется. С галогенами же реакция происходит напрямую.

Золото – это смесь или чистое вещество

Au в чистом виде представляет собой вещество. Металл не содержит примесей, но это возможно, только если аурум представлен самородком. При этом не говорят о химическом составе золота, т. к. это однокомпонентный материал. Aurum мягкий и ломкий, когда встречается без добавок. Однако драгметалл может состоять из нескольких компонентов. Это способствует изменению характеристик золота, свойства зависят от типа примесей. У сплава есть главное отличие – металл твердый, пластичный. Но его ценность ниже.

Используемые сплавы с другими металлами

Сплав представляет собой смесь металлов, содержание аурума при этом определяется в процентах. Смесь компонентов может образоваться в естественной среде или при непосредственном участии человека. Сплав больше подходит для работы с драгметаллом. Причем условно он будет обозначаться также – аурум, но фактически это уже другой металл. От состава зависит область применения материала, внешний вид, а также оттенок (красный, белый, желтый, зеленый и др.).

Содержание лигатур и драгметалла определяется ГОСТом.

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.

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.

Системы показателей чистоты металла

Стародавняя история золота не включает в себя применение методов оценки качества драгметалла. Ранее не использовались такие способы. Лишь несколько веков назад начали применять системы определения чистоты аурума. Причем одна сменяла другую. Стали появляться новые методы, их возникновение связано с изменениями в политике и экономике государств.

Каратная система

Более ранняя история золота содержит информацию о применении каратной системы, как самой давней. Она применяется на территории США, Европы. За основу берется 24 карата сплава. Это эталонный показатель качества материала. Слиток чистого металла пробируется, как материал пробы 24 карата. Когда количество драгметалла уменьшается, содержание добавок возрастает. Тогда проба материала будет менее 24 карат.

Метрическая система

Оценивают долю аурума, как количество миллиграммов на 1 грамм чистого металла. Такие манипуляции при определении содержания примесей стали делать в 19-20 веках. На территории Европы метрическая система введена раньше, а в СССР – позднее.

Золотниковая система

Метод использовался с конца 18 вплоть до середины 20 века. При этом был сделан упор на меру – русский фунт, содержащий 96 золотников (эталонное значение). Чем меньше аурума содержит металл, тем ниже проба. Соответственно, обозначение 96 должно читаться, как чистый Au.

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.

Метрическая	Каратная	Золотниковая
1000/999	24	96
958	23	92
875	21	84
750	18	72
583/585	14	56
500	12	48
375	9	36

Сферы применения золота

Предметы роскоши (как, например, тарелка Роквелла) менее востребованы, чем другие изделия. Чаще возникает необходимость в украшениях, деталях электротехники. Применяют золото, когда создают разные виды покрытий из этого материала.

Основные направления применения драгметалла:

• ювелирная индустрия: производится большое количество украшений, среди них есть и массивные, а также почти прозрачные (ажурные) изделия;
• объект инвестирования: аурум давно определяет международные отношения, влияет и на стоимость валюты, цена же золота постоянно растет, но медленно, поэтому заработать на разнице между стоимостью покупки и продажи возможно только через десятки лет – это инвестиция на перспективу;
• денежный оборот – ранее использовались монеты в качестве денежных знаков, сегодня они не применяются, но аурум продолжает участвовать в денежном обороте, только делает это косвенно;
• промышленность: изготавливают различные детали механизмов, элементы печатных плат и т. д.;
• фармакология: Au входит в состав препаратов некоторых видов;
• стоматология: выполняют протезирование с использованием золота;
• косметология: в состав косметических средств входит коллоидное золото, когда удалось открыть такое свойство аурума, это потрясло мир профессиональной косметики, т. к. драгметалл приносит пользу организму;
• пищевая промышленность: золотые частицы используются в качестве добавки (Е175), но применяется она нечасто.

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.).

Видео: Золото – 79 элемент таблицы Менделеева

Интересные факты о благородном металле

Тот, кто взялся за изучение «магических» свойств аурума, может узнать о драгметалле много необычного. Интересные факты о золоте:

• в природе Au распространен слабо, основная часть скрыта глубоко под землей;
• количество золота в литосфере – 4,3·10^-7%;
• драгметалл содержит даже морская вода, но его доля еще меньше (в 1 л воды – 4,3·10^-9%);
• растения получают из почвы некоторое количество аурума по мере роста;
• основные запасы драгоценного металла сосредоточены на территории России, Канады, ЮАР.

При изучении информации о золотых сплавах на сайтах при выборе продукции нужно понимать, что предлагаются разные материалы. Они могут содержать больше/меньше Au. О разнице должно писаться и на сайтах производителей украшений, прочих ценных изделий из золота, что позволит избежать покупки подделки.