Основные свойства

В периодической системе элементов Менделеева Д.И. золото занимает 79-ю клетку. Это значит , что атом золота имеет 79 вращающихся вокруг ядра электронов , несущих отрицательный заряд. Рядом с золотом с одной стороны расположены осмий , иридий , платина , а с другой - ртуть , таллий , свинец. Вместе с рутением , родием , палладием , осмием , иридием и платиной золото входит в группу благородных металлов , получивших свое название из-за весьма стойкого «нежелания» подвергаться химическим воздействиям и вступать в реакции.
Золото интересно тем , что в его характеристиках весьма часто употребляется слово «очень» , но редко «самый», так как до «самого» этому металлу почти всегда немного не хватает. Золото очень тяжелое , но платина все-таки тяжелее. Плотность золота 19,32 г/см куб. Это значит , что золотой шар диаметром всего лишь 46мм будет иметь массу , равную 1 кг. Здесь мы указали плотность химически чистого золота , но , поскольку в природе такое не встречается его «естественная» плотность в зависимости от количества примесей может составлять от 15-16 до 18-19 г/см куб. Литровая бутыль , заполненная золотым песком , имеет массу около 16 кг. Тяжесть золота – весьма благоприятное свойство для его добычи. Самые простые технологические процессы , такие , как , например , промывка на шлюзах , могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
По плотности самые тяжелые металлы располагаются в следующем порядке :
платина – 21,5г/см куб ; золото – 19,3г/см куб ; ртуть – 13,6 г/см куб ; свинец - 11,4г/см куб ; серебро – 10,5г/см куб.
Золото очень мягкий металл (и опять–таки не самый мягкий , свинец и олово , например , еще мягче). Чистое золото царапается ногтем. Мягкость всегда делала золото очень удобным для обработки материалом.
Но в то же время она никогда не доставляла радости владельцам золотых украшений , которые легко царапаются , теряют свой блеск и привлекательность. Поэтому при изготовлении ювелирных изделий в золото добавляют для крепости другие металлы , обычно медь или серебро.
Золото очень легко истирается , превращаясь в тончайшую пыль. Благодаря этому свойству оно рассеяно везде и , таким образом , широко распространено в природе. Хорошо известны случаи , когда вокруг тех мест , где обрабатывали золото , оседала мельчайшая пыль и на этом некоторые ловкачи сумели составить целые состояния. Золото очень ковко и тягуче , что , конечно , является результатом его мягкости. Однако ковкость и тягучесть золота принято рассматривать отдельно , поскольку благодаря этим свойствам оно обладает такими возможностями для его обработки , которые могут поразить даже весьма осведомленного человека. Золото можно расковать до такой малой толщины , что оно станет прозрачным и будет на просвет зеленого цвета. Толщина такого золотого листка составляет 1 мкм (0,001 мм). 1 грамм золота можно превратить в проволоку длинной более 300 метров , а одним килограммом золотой фольги можно покрыть поверхность площадью 530 квадратных метров.
Золото - хороший проводник тепла и электрического тока , опять–таки очень хороший , но не самый. По этим качествам оно уступает четырем металлам , в частности серебру. Температура плавления золота 1063 градусов по Цельсию , оно обладает большой летучестью , которая возрастает при повышении температуры.
Модуль упругости золота 79000 Па , а предел прочности при разрыве в зависимости от способа его предварительной обработки ( отожженное , литое , и т.п.) колеблется от 100 до 140 Па. Наибольшей прочностью при разрыве обладает золотая проволока , протянутая в холодном состоянии. В природе золото чаще всего встречается в самородном виде. Реже оно входит в состав некоторых минералов.
Самородное золото , имеющее примеси серебра и меди , существенно отличается от искусственных сплавов с этими же металлами. Сплав имеет однородную структуру , которая образуется в результате затвердевания расплавленной смеси металлов. Самородный металл появляется в результате кристаллизации из водных растворов. В чистом виде золото имеет красивый соломенно-желтый цвет с сильным металлическим блеском. В данном случае можно сказать , что золото–самый желтый из всех металлов. В природе золото в чистом виде не встречается , а металлы-примеси (прежде всего медь и серебро) придают ему различные цвета и оттенки-от бледно-желтого (даже зеленоватого) до яркого желто- красного. Примесь палладия окрашивает золото в белый цвет («белое» золото).
Цвет золота также зависит от толщины куска металла и его агрегатного состояния. Так , очень тонкая золотая пластинка имеет на просвет , как говорилось выше , зеленый цвет. Такого же цвета и расплавленное золото , а его пары-зеленовато-желтого. В дисперсном состоянии золото обычно рубинового или темно-фиолетового цвета. О цвете золота я расскажу дальше , когда речь пойдет о его применении. Иногда самородное золото бывает покрыто пленкой оксидов железа. В этом случае цвет его может самым заурядным-грязно–бурым , коричневым , а то и почти черным. При добыче такое золото бывает очень трудно отличить от вмещающей пустой породы , и поэтому нужен весьма тщательный контроль , чтобы избежать потерь. О таком золоте говорят , что оно «в рубашке» , которая может состоять не только из оксидов железа. В некоторых случаях это могут быть мельчайшие частицы пустой породы , вдавленные в поверхность золотины.
Такая «рубашка» не только мешает различать золото , но и затрудняет его обработку-амальгамацию или цианирование. Поэтому горняки не любят золото в «рубашке». Сплавы золота с серебром , медью , платиной , палладием и другими металлами не являются химическими соединениями , а представляют собой твердые растворы (атомарные смеси). Атомы сплавленных металлов не обмениваются электронами. Именно это и является признаком отсутствия между ними химического взаимодействия.Способность ряда металлов образовывать сплавы с золотом объясняется прежде всего тем , что их атомные радиусы очень близки к атомному радиусу золота. Характерно то , что все металлы в сплаве с золотом имеют температуру ниже ,чем в чистом виде. При нагревании до температуры , несколько меньшей температуры плавления , золото может свариваться , как железо. Тонкораспыленные частицы золота при нагревании агломерируются (спекаются) в более крупные образования. Золотую пыль можно заставить свариваться и при более низкой температуре , но для этого необходимо повышенное давление (сжатие).
Сплавление золота с другими металлами не только понижает температуру их плавления , но и изменяет механические свойства самого золота. В частности , серебро и медь резко повышают его твердость , и этим широко пользуются в ювелирном деле. Мышьяк , свинец , платина , кадмий , висмут , теллур придают золоту хрупкость. Особенно характерен в этом отношении свинец. Сплав , содержащий всего лишь 1% свинца , при ударе разлетается на куски ; при содержании свинца в сплаве 0,01 % замечательная ковкость чистого золотого почти полностью парализуется.
Золото хорошо поглощает рентгеновские лучи.
Как и положено «благородному» металлу , золото в химические соединения вступает очень неохотно (опять «очень») , но с некоторыми элементами оно все-таки взаимодействует , в частности с галогенами (бром , хлор , йод) , образуя соединения типа AuCl или AuCl3. Взаимодействует оно также с цианидами , ртутью , теллуром. В природе существуют соединения только с теллуром и редко с ртутью. Все остальные соединения получены искусственным путем , в том числе и , так называемое , гремучее золото-Au(NH)3(CH)3 , которое легко взрывается при ударе или при нагреве. В некоторых жидкостях , хотя и очень трудно , золото растворяется. В воде , содержащей хлор , серную кислоту или гумусовые кислоты , можно растворить небольшое количество золота ; в смеси азотной (одна часть) и соляной (три части ) кислот , называемой «царской водкой» , а также в цианидах (в слабых растворах) растворимость золота значительно выше , и этим широко пользуются в практике золотодобычи. Извлечение золота из руд , песков и концентратов , основанное на его гидрометаллургической переработке.
Золото кристаллизуется в кубической системе. Форма кристаллов может быть удлиненной или октаэдрической. При затвердевании после плавки кристаллы золота выглядят неправильными многоугольниками. Чем медленнее идет охлаждение , тем больше размеры кристаллов. При отжиге или медленном охлаждении образуются кристаллы с прямыми ребрами.