Злато

79 платина ← злато → живак Ag ↑ Au ↓ Rt Периодична система
Външен вид
мек, ковък жълт метал
Общи данни
Име, символ, №	злато, Au, 79
Химическа серия	Преходен метал
Група, период, блок	11, 6, d
Свойства на атома
Атомна маса	196,96655 u
Атомен радиус (calc)	135 (174) pm
Ковалентен радиус	144 pm
Радиус на ван дер Ваалс	166 pm
Електронна конфигурация	[Xe] 4f14 5d10 6s1
Физични свойства
Агрегатно състояние	Твърдо вещество
Плътност	19 300 kg/m³
Температура на топене	1 337,33 K (1 064,18 °C)
Температура на кипене	3 129 K (2 856 °C)
Моларен обем	10,21×10-3 m³/mol
Специф. топлина на топене	kJ/mol
Специф. топлина на изпарение	kJ/mol
Скорост на звука	1 740 m/s при 293,15 K
Други
Електроотрицателност	2,54 (скала на Полинг)
Специф. електропроводимост	45,2×106 S/m
Специф. ел. съпротивление	22,14.10-3 Ω.mm²/m
Топлопроводимост	317 W/(m·K)
Йонизационен потенциал	kJ/mol

Златото е химичен елемент с атомен номер 79 и означение Au. То е тежък, мек, блестящ, ковък и дуктилен метал.

Златото има яркожълт цвят и блясък, традиционно смятан за привлекателен, който се запазва без оксидация във въздуха или водата. В периодичната система то е един от преходните метали, част от Период 6 и Група 11. Златото е един от най-слабо химически активните елементи, сред твърдите при нормални условия. По тази причина то често се среща в самородна форма като златни зърна и жили в скалите или в алувиални отложения. По-рядко е съставна част на образуващи минерали химични съединения, най-често в съединение с телур.

Златото е устойчиво на действието на прости киселини, но може да бъде разтворено от смес на азотна и солна киселина, наричана по тази причина царска вода. То се разтваря и в алкални разтвори на цианиди, които намират приложение в добивната промишленост, както и в живак, образувайки амалгамни сплави. Златото е неразтворимо в азотна киселина, която разтваря повечето често срещани метали, включително среброто, което се използва за установяване наличието на злато чрез киселинна проба.

Още от времената преди появата на писмена история златото е ценен и много търсен благороден метал, използван като парично средство, в бижутерията и за изработване на различни предмети на изкуството. Златните стандарти са най-често срещаната основа на паричната политика в историята на човечеството до първата половина на 20 век, когато започват да отстъпват на фиатните пари.

Количеството злато, добито от началото на човешката история до 2011 година, се оценява на 171 хиляди тона, от които 59% са произведени след 1950 година. Около 50% от новопроизведеното злато се използва в бижутерията, 40% - като инвестиция и 10% - в промишлеността. Освен своите парични и символични функции, добрата ковкост, дуктилност и устойчивост на корозия и повечето други химични реакции, както и голямата електропроводимост и топлопроводимост, правят златото подходящо за различни практически приложения в стоматологията, електрониката и други области.

Наименование

Българската дума „злато“, както и сродните наименования на метала в повечето славянски и балтийски езици (сърбохърватски, словенски, чешки и словашки: „злато“/„zlato“; руски и украински: „золото“; беларуски: „золата“; полски: „złoto“; латвийски: „zelts“), произлиза от праиндоевропейския корен *g'helto- („жълт“, „зелен“). Със същия произход са и думите „зелен“ и „злак“. Чрез различна промяна на праиндоевропейския корен *g'helto- са образувани и наименованията на златото в повечето германски езици (английски и немски: „gold“; датски и шведски: „guld“; нидерландски: „goud“).

Символът на златото Au е получен от латинското му наименование aurum.

Свойства

Физични свойства

Златото е най ковкият и дуктилен метал - само един грам от него може да бъде изкован в лист с площ 1 квадратен метър. Златното фолио може да бъде направено толкова тънко, че да стане прозрачно, като преминаващата през него светлина е зеленикавосиня, тъй като златото отразява силно жълтото и червеното. Такива полупрозрачни листове отразяват и голяма част от инфрачервената светлина, поради което се използват като инфрачервени щитове във визьорите на топлозащитни костюми и скафандри.

Златото е добър проводник на топлина и електричество. Освен това златото има много голяма плътност - един кубичен метър има маса 19 300 kg. За сравнение плътността на оловото е 11 340 kg/m³, а тази на най-тежкия елемент, осмият, е 22 610 kg/m³. Златото има коефициент на линейно разширение 0,0000142 K^-1 и коефициент на обемно разширение 0,0000426 K^-1, а специфичната му топлоемкост и 128 J/(kg·K)

Златото лесно образува сплави с други метали. Това се използва за промяна на твърдостта и други свойства на метала, за контролиране на температурата на топене или за оцветяване в специфични цветове.

Цвят

Цветове на сплавите на злато, сребро и мед, в зависимост от съотношението на трите метала

За разлика от повечето метали, които в чист вид са сиви или сребристобели на цвят, златото е жълто. Този цвят се дължи на плътността на слабо свързаните (валентни) електрони, трептящи в обща среда, която може да се разглежда като квазичастица, наричана плазмон. При повечето метали честотата на това трептене е в ултравиолетовия обхват, но при златото е във видимия обхват, поради слабите релативистични ефекти, засягащи орбиталите на неговите атоми. На подобни ефекти се дължи и златистия отенък на металния цезий.

Сплавите на златото могат да имат различен цвят, както е показано на триъгълната диаграма на сплавите му със среброто и медта. Такова цветно злато намира приложение в бижутерията, където различните цветове се използват с декоративна цел. Например, сплавите на злато с паладий или никел имат бял цвят и намират широко приложение в бижутерията. По-рядко се използват сплави с други елементи, като манган, алуминий, желязо или индий, с които се получават необичайни цветове със специфично приложение.

Химични свойства

Златото не реагира химически с въздуха, влагата и повечето корозивни вещества, което го прави подходящо за използване в монети и украшения, както и като защитно покритие на други по-реактивни метали. Въпреки това златото не е напълно химически инертно. То е почти неразтворимо, но все пак се разтваря в силни киселини, като царска вода.

Обичайни степени на окисление на златото са +1 и +3. Златните йони в разтвор редуцират и утаяват като метално злато чрез добавяне на друг метал като редукционен агент. Добавеният метал оксидира и се разтваря, измествайки златото от разтвора и давайки му възможност да се отдели като твърда утайка. Чистото метално злато с висока чистота няма вкус и миризма, което е свързано с неговата устойчивост на корозия - вкусът на металите се дължи на образуваните в разтвор метални йони.

Изотопи

Златото има само един стабилен изотоп, ¹⁹⁷Au, който е и единственият, който се среща в природата. Синтезирани са 36 други радиоактивни изотопа с атомна маса от 169 до 205. Най-устойчив сред тях е ¹⁹⁵Au, който има период на полуразпад 186,1 дни. Най-неустойчив е ¹⁷¹Au, при който протича протонен разпад с период на полуразпад 30 µs.

Повечето радиоактивни изотопи на златото с атомна маса под 197 се разпадат чрез съчетание от протонен разпад, алфа разпад и позитронен бета разпад (β⁺). Изключения са ¹⁹⁵Au, който се трансформира чрез поглъщане на електрони, и ¹⁹⁶Au, при който е налице най-често поглъщане на електрони (93%) с ограничен електронен бета разпад (β^-). Всички радиоактивни изотопи на златото с атомна маса над 197 се разпадат чрез електронен бета разпад (β^-).

Освен тези изотопи са известни поне 32 ядрени изомера с атомни маси от 170 до 200. В този диапазон само ¹⁷⁸Au, ¹⁸⁰Au, ¹⁸¹Au, ¹⁸²Au и ¹⁸⁸Au нямат изомери. Най-устойчивият изомер на златото е ^{198 m2}Au с период на полуразпад 2,27 дни, а най-неустойчив е ^{177 m2}Au с период на полуразпад само 7 ns. ^{184 m1}Au има три пътя на разпад - β+ разпад, изомерен преход и алфа разпад - повече, отколкото всеки друг изомер или изотоп на златото.

Получаване

Златото се среща рядко в чист вид, но лесно могат да бъдат изолирани негови съединения с други елементи. Златото се извлича от златоносния пясък при обработка с разтвори на натриева основа и натриев цианид в присъствие на кислород.

Разпространен метод за извличане на златото, когато е във вид на прах, е с помощта на живак. Живакът образува амалгама със златото. Течните живачни отпадъци обаче тровят реките и хранителните вериги, и при вдишване носят риск за здравето.

Приложения

Пари

Кюлчета злато

Още от древността златото се използва в много части на света като парично средство като монети или в друга форма. Тъй като чистото злато е твърде меко за употреба в ежедневния паричен обмен, златните монети обикновено се секат от сплави с примеси на мед, сребро или други метали, които им придават по-голяма твърдост. Най-масовите златни монети са с чистота 22 карата (91,6%). По-късно златото започва да се използва като обезпечение на банкноти чрез системата на златния стандарт. Впоследствие свободната обмяна на банкнотите срещу злато е отчасти ограничено чрез въвеждането на златно-слитковия и златно-девизния стандарт.

Използването на златото, пряко или косвено, като основа на парите силно ограничава възможностите на държавата да финансира дефицитите си за сметка на увеличаване на паричната маса и обезценяване на парите, поради което през първата половина на 20 век повечето страни по света се отказват от златното обезпечение на валутите си. Последната държава, прибягнала до тази мярка, е Швейцария, която се отказва от задължителното обезпечение на парите със злато през 2000 година.

Дори след премахването на златния стандарт златото запазва част от монетарните си свойства и някои инвеститори влагат средства под формата на злато, обикновено на инвестиционни монети или златни кюлчета. Тъй като не са предназначени за ежедневна употреба, изискванията към механичните свойства на инвестиционните монети са по-ниски и те обикновено се изготвят с чистота 24 карата (минимум 99,9%, най-често 99,99%).

Най-често използваното кюлче злато е с маса 1 kg и форма, близка до правоъгълен паралелепипед.

Бижутерия

Златен накит от Първата българска държава

Златото намира широко приложение в бижутерията. Както и при монетите, чистото злато е твърде меко и в бижутерията обикновено се използват различни сплави с чистота 22, 18, 14 или 10 карата. Най-често използваният допълнителен метал в тях е медта. 18-каратовото злато, съдържащо 25% мед, има червеникав цвят, 14-каратовата златно-медна сплав има цвят, почти еднакъв с този на някои бронзови сплави. Синкав цвят може да се получи чрез добавяне на желязо, а лилав – на алуминий, но тези разновидности се използват много рядко, поради по-трудната им обработка. 14 и 18-каратовата сплав със сребро има зеленикаво-жълт цвят. Бялото злато се получава чрез добавяне на паладий или никел.

Медицина

Зъбна корона от злато

Преди появата на научната медицина златото е смятано за полезно за здравето, заради неговата рядкост и красота. Дори някои съвременни езотерични течения и форми на алтернативната медицина приписват на металното злато лечебни свойства. Някои соли и радиоизотопи на златото действително имат противовъзпалително действие и се използват при артрит и други подобни състояния, както и за третиране на рак, но металното злато е напълно инертно към химическите вещества в човешкото тяло.

Сплави на златото се използват във възстановителната стоматология за изготвяне на корони и мостове. Ковкостта на златните сплави позволява по прецизно възстановяване на повърхността на зъба, отколкото при порцелановите корони. Използваните на златни корони при видими зъби, като резците, се насърчава при някои култури и се смята за нежелателно при други.

Различни форми на златото намират приложение в някои изследователски методи, използвани в медицината и биологията. Колоидното злато представлява суспензия на златни наночастици, които имат свойството да абсорбират протеинови молекули по своята повърхност. Такива частици, покрити с определени антитела, могат да се използват за откриване на дадени антигени по повърхността на клетките.

Хранителна добавка

Златото е регистрирано като хранителна добавка с код Е175. Златно фолио, люспи или прах се използва в някои специални храни, главно в десерти и напитки, като декоративна съставка. Голдвасер („златна вода“) е традиционен билков ликьор, приготвян в Гданск и Швабах, който съдържа частици златно фолио.

В същото време металното злато е напълно инертно към химичните вещества в човешкия организъм и не променя вкуса, нито има някаква хранителна стойност.

Електротехника

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия като го разширите.

• Електротехника - златото е незаменимо като материал за електрически контакти — в космическата техника и микроелектрониката често проводниците са златни, а контактни повърхности, съединители, печатни платки и т. н. много често се покриват галванично със злато.

Други области на техниката

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия като го разширите.

• Керамика

Любопитни факти

• Сходството между златото и минерала пирит е станало причина пиритът да бъде наречен „златото на глупака”. Разликата между златото и пирита се установява при силен удар с остър предмет. Пиритът ще се надроби, а по златото ще остане дълбока следа от острието.

Бележки

Цитирани източници

• ((bg)) Георгиев, Вл. И. (ред.). Български етимологичен речник. Том I. А-З. София, Издателство на Българската академия на науките, 1971.

((en)) Audi, G и др. The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties. // Nuclear Physics A 729. Atomic Mass Data Center, 2003. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. с. 3–128.

• ((en))  The Food Dictionary: Varak. // Barron's Educational Services, 1995. Посетен на 27 май 2007.
• ((en)) Faulk, WP и др. An immunocolloid method for the electron microscope. // Immunochemistry 8 (11). 1971.
• ((en))  Current EU approved additives and their E Numbers. // Food Standards Agency, 2010. Посетен на 4 юни 2010.
• ((en))  The Many Uses of Gold. // Geology.com, 2010. Посетен на 4 юни 2010.
• ((en)) Hesse, R W. Jewelrymaking Through History: An Encyclopedia. Greenwood Publishing Group, 2007. ISBN 0313335079.
• ((en)) Mallan, Lloyd. Suiting up for space: the evolution of the space suit. John Day Co, 1971. ISBN 978-0-381-98150-1.
• ((en))  Relativity in Chemistry. // Math.ucr.edu, 2009. Посетен на 2009-04-05.
• ((en)) Messori, L. Gold Complexes in the treatment of Rheumatoid Arthritis. // Metal ions and their complexes in medication. CRC Press, 2004. ISBN 9780824753511.
• ((en))  Nudat 2. // National Nuclear Data Center, 2012. Посетен на 2012-04-12.
• ((en))  The healing power of precious metals. // ninemsn, 2007. Посетен на 6 юни 2010.
• ((en)) Pelouze, Jules и др. General notions of chemistry. Lippincott, Grambo & Co, 1854. с. 280.
• ((en)) Schmidbaur, Hubert и др. Understanding gold chemistry through relativity. // Chemical Physics 311 (1–2). 2005. DOI:10.1016/j.chemphys.2004.09.023. с. 151–161.
• ((en)) Soos, Andy. Gold Mining Boom Increasing Mercury Pollution Risk. // Oilprice.com. Advanced Media Solutions, 2011-01-06. Посетен на 2011-03-26.
• ((en))  Gold: causes of color. // webexhibits.org. webexhibits.org, 2009. Посетен на 2009-06-06.
• ((en))  Gold Jewellery Alloys > Utilise Gold. Scientific, industrial and medical applications, products, suppliers from the World Gold Council. // Utilisegold.com. Utilisegold.com, 2000-01-20. Посетен на 2009-04-05.
• ((en))  Gold Jewellery Alloys > Utilise Gold. Scientific, industrial and medical applications, products, suppliers from the World Gold Council. // Utilisegold.com, 2000-01-20. Посетен на 2009-04-05.

• ((en))  FAQs. // gold.org. World Gold Council, 2012. Посетен на 2012-11-17.