Золото происхождение металла кратко

Обновлено: 05.07.2024

Золото… Желтый металл, простой химический элемент с атомным номером 79. Предмет вожделения людей во все времена, мерило ценности, символ богатства и власти. Кровавый металл, порождение дьявола. Сколько человеческих жизней было погублено ради обладания этим металлом!? И сколько еще будет погублено?

В отличие от железа или, например, от алюминия, золота на Земле очень мало. За всю свою историю человечество добыло золота столько, сколько оно добывает железа за один день. Но откуда же этот металл появился на Земле?

Считается, что Солнечная система образовалась из остатков взорвавшейся когда-то в глубокой древности сверхновой. В недрах той древней звезды происходил синтез химических элементов тяжелее водорода и гелия. Но в недрах звезд не могут синтезироваться элементы тяжелее железа, и стало быть, золото не могло образоваться в результате термоядерных реакций в звездах. Так, откуда же этот металл вообще появился во Вселенной?

Похоже, астрономы теперь могут ответить на этот вопрос. Золото не может рождаться в недрах звезд. Но оно может образоваться в результате грандиозных космических катастроф, которые ученые буднично называют гамма-всплесками (ГВ).

Астрономы пристально наблюдали за одним из таких гамма-всплесков. Данные наблюдений дают достаточно серьезные основания считать, что эта мощная вспышка гамма-излучения произведена столкновением двух нейтронных звезд – мертвых ядер звезд, погибших в сверхновом взрыве. Кроме того, уникальное свечение, сохранявшееся на месте ГВ в течение нескольких дней, указывает на то, что во время этой катастрофы образовалось значительное количество тяжелых элементов, в том числе – золото.

Гамма-всплеск (ГВ) – это вспышка гамма-излучения от чрезвычайно энергичного взрыва. Большинство ГВ обнаруживаются в очень отдаленных областях Вселенной. Бергер и его коллеги изучали объект GRB 130603B, находящийся на расстоянии 3,9 миллиардов световых лет. Это один из самых близких ГВ из замеченных до настоящего времени.

Хотя само гамма-излучение исчезло быстро, GRB 130603B продолжал светить в инфракрасных лучах. Яркость и поведение этого света не соответствовали типичному послесвечению, которое возникает при бомбардировке ускоренными частицами окружающего вещества. Свечение GRB 130603B вело себя так, как будто оно исходит из распадающихся радиоактивных элементов. Вещество, богатое нейтронами, выброшенное при столкновении нейтронных звезд, может превратиться в тяжелые радиоактивные элементы. Радиоактивный распад таких элементов порождает инфракрасное излучение, характерное для GRB 130603B. Именно это и наблюдали астрономы.

По вычислениям группы, во время взрыва было выброшено вещества с массой около одной сотой солнечной. И часть этого вещества была золотой. Примерно оценив количество золота, образовавшегося во время этого ГВ, и число таких взрывов, произошедших за всю историю Вселенной, астрономы пришли к предположению, что все золото во Вселенной, в том числе и на Земле, возможно, было образовано во время таких гамма-всплесков.

Вот еще одна интересная, но ужасно спорная версия:

В процессе формирования Земли расплавленное железо спускалось вниз к её центру, чтобы составить её ядро, увлекая с собой большинство драгоценных металлов планеты, таких как золото и платина. Вообще, драгметаллов в ядре хватит на то, чтобы покрыть их слоем четырёхметровой толщины всю поверхность Земли.

Перемещение золота в ядро должно было лишить внешнюю часть Земли этого сокровища. Однако распространённость благородных металлов в силикатной мантии Земли превышает расчётные величины в десятки и тысячи раз. Уже обсуждалась идея о том, что это свалившееся на голову сверхизобилие имеет своей причиной катастрофический метеоритный ливень, который настиг Землю после образования её ядра. Вся масса метеоритного золота, таким образом, вошла в мантию обособленно и не пропала глубоко внутри.

Для проверки этой теории доктор Маттиас Виллболд и профессор Тим Эллиот из Бристольской изотопной группы Школы наук о Земле подвергли анализу собранные в Гренландии профессором Оксфордского университета Стивеном Мурбатом породы, возраст которых насчитывает около 4 миллиардов лет. Эти древние камни дают уникальную картину состава нашей планеты вскоре после формирования ядра, но до предполагаемой метеоритной бомбардировки.

Будучи весьма редким элементом (на килограмм породы приходится всего около 0,1 миллиграмма вольфрама), подобно золоту и другим драгоценным металлам он должен был войти в ядро в момент его формирования. Как и большинство других элементов, вольфрам подразделяется на несколько изотопов – атомов со сходными химическими свойствами, но слегка различающимися массами. По изотопам можно с уверенностью судить о происхождении вещества, а смешивание метеоритов с Землей должно было оставить характерные следы в составе её изотопов вольфрама.

Доктор Виллболд заметил в современной породе сокращение количества изотопа вольфрама-182 на 15 миллионных долей по сравнению с гренландской.

Это небольшое, но многозначительное изменение превосходно согласуется с тем, что и требовалось доказать – что избыток доступного золота на Земле является положительным побочным эффектом метеоритной бомбардировки.

Упавшие метеориты смешались с земной мантией в ходе гигантских конвекционных процессов. Задачей-максимум на будущее является выяснение продолжительности этого перемешивания. Впоследствии геологические процессы сформировали континенты и привели к концентрации драгоценных металлов (а также вольфрама) в залежах руды, которая добывается в наши дни.

Но теперь ему путь к ядру закрыт, и большое количество этого золота просто обречено оказаться в наших руках.

Слияние нейтронных звезд

И еще мнение другого ученого:

- Происхождение золота оставалось до конца невыясненным, поскольку, в отличие от более легких элементов, таких как углерод или железо, оно не может образовываться непосредственно внутри звезды, — признался один из исследователей центра Эдо Бергер.

Ученый пришел к этому выводу, наблюдая за гамма-всплесками — масштабными космическими выбросами радиоактивной энергии, вызванными столкновением двух нейтронных звезд. Гамма-всплеск был замечен космическим аппаратом НАСА Swift и длился всего двух десятых секунды. А после взрыва осталось свечение, которое постепенно исчезало. Свечение же при столкновении таких небесных тел свидетельствует о выбросе большого количества тяжелых элементов, утверждают специалисты. А доказательством того, что после взрыва образовались тяжёлые элементы, можно считать инфракрасный свет в их спектре.

- Дело в том, что нейтронно-богатые вещества, выброшенные при коллапсе нейтронных звезд, могут генерировать элементы, претерпевающие радиоактивный распад, при этом испуская свечение преимущественно в инфракрасном диапазоне, — объяснял Бергер. — И мы полагаем, что при гамма-всплеске выбрасывается примерно одна сотая доля материала солнечной массы, в том числе золото. Причем, количество золота, произведенного и выброшенного во время слияния двух нейтронных звезд, может быть сравнимо с массой 10 Лун. А стоимость такого количества драгоценного металла равнялась бы 10 октильонам долларов — это 100 трлн в квадрате.

Для справки, октильон — это миллион септиллионов или миллион в седьмой степени; число, равное 1042 и записываемое в десятичной системе как единица с 42 нулями.

Также сегодня учеными установлен тот факт, что практически все золото (и прочие тяжелые элементы) на Земле — космического происхождения. Золото, оказывается, попало на Землю в результате астероидной бомбардировки, которая произошла в далекие времена после застывания коры нашей планеты.

Алхимики XX века

Еще в 1940 году американские физики А. Шерр и К. Т. Бэйнбридж из Гарвардского университета начали облучать нейтронами соседние с золотом элементы – ртуть и платину. И вполне ожидаемо, облучив ртуть, получили изотопы золота с массовыми числами 198, 199 и 200. Их отличие от естественного природного Au-197 в том, что изотопы неустойчивы и, испуская бета-лучи, максимум за несколько дней опять превращаются в ртуть с массовыми числами 198,199 и200.

Но все равно это было здорово: впервые человек смог самостоятельно создавать нужные элементы. Вскоре стало понятно, как вообще можно получить настоящее, стабильное золото-197. Это можно сделать, используя только изотоп ртути-196. Этот изотоп достаточно редок – его содержание в обычной ртути с массовым числом 200 составляет около 0,15%. Его надо бомбардировать нейтронами, чтобы получить малоустойчивую ртуть-197, которая, захватив электрон, и превратится в стабильное золото.

Однако расчеты показали, что если взять 50 кг природной ртути, то в ней будет всего 74 грамма ртути-196. Для трансмутации в золото реактор может дать поток нейтронов 10 в 15-й степени нейтронов на кв. см в секунду. С учетом того, что в 74 г ртути-196 содержится около 2,7 на 10 в 23-й степени атомов, для полной трансмутации ртути в золото потребовалось бы четыре с половиной года. Это синтетические золото стоит бесконечно дороже золота из земли. Но это означало, что для образования золота в космосе тоже нужны гигантские потоки нейтронов. И взрыв двух нейтронных звезд как раз все объяснял.

И еще подробности про золото:

Немецкие ученые подсчитали, что для того, чтобы на Землю был занесен присутствующий сегодня объем драгметаллов, понадобились всего 160 металлических астероидов, диаметром около 20км каждый. Специалисты отмечают, что геологический анализ различных благородных металлов показывает, что все они появились на нашей планете примерно в одно и то же время, однако на самой Земле не было и нет условий для их естественного происхождения. Именно это натолкнуло специалистов на космическую теорию появления благородных металлов на планете.

Золото в земных недрах

В ядре нашей планеты содержится в 5 раз больше золота, чем во всех остальных породах, доступных для разработки, вместе взятых. Если бы все золото ядра Земли вылилось на поверхность, то покрыло бы всю планету слоем толщиной полметра. Интересно, что в каждом литре воды всех рек, морей и океанов растворено около 0,02 миллиграмма золота.

Определено, что за все время добычи благородного металла из недр было извлечено около 145 тысяч тонн (по данным других источников – около 200 тысяч тонн). Производство золота растет из года в год, но основной рост пришелся на конец 1970-х годов.

Добыча золота

Но богатых золотых россыпей почти не осталось, и уже в начале XX века 90% всего золота добывали из руд. Сейчас многие золотые россыпи практически исчерпаны, поэтому добывают, в основном, рудное золото, добыча которого во многом механизирована, но производство остается трудным, так как часто находится глубоко под землей. В последние десятилетия постоянно росла доля более рентабельных открытых разработок. Месторождение экономически выгодно разрабатывать, если в тонне руды содержится всего 2-3г золота, а при содержании более 10 г/т оно считается богатым. Существенно, что затраты на поиск и разведку новых золотых месторождений составляют от 50 до 80% всех затрат на геологоразведочные работы.

Сейчас крупнейшим поставщиком золота на мировой рынок является Южная Африка, где шахты достигли уже 4-километровой глубины. В ЮАР находится самый большой в мире рудник Вааль-Рифс в Клексдорпе. ЮАР – единственное государство, где золото – главный продукт производства. Там его добывают на 36 крупных рудниках, на которых трудятся сотни тысяч человек.

Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 года крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 года. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX века были открыты новые месторождения золота в Сибири. Открытие (в 1840-е гг.) Енисейского месторождения вывело Россию на первое место в мире по добыче золота, но еще до этого местные охотники-эвенки делали из золотых самородков пули для охоты. В концу XIX века Россия добывала в год около 40т золота, из них 93% – россыпного. Всего же в России до 1917 год было добыто, по официальным данным, 2754т золота, но по оценкам специалистов – около 3000т, причем максимум пришелся на 1913 год (49т), когда золотой запас достиг 1684т.

С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848г.; Колорадо, 1858г.; Невада, 1859г.), Австралии (1851г.), Южной Африке (1884г.), Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то, что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.
Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. В настоящее время доля добычи из россыпей постепенно снижается, составляя к 2007 году немного более 50 тонн. Менее 100 тонн добывается из рудных месторождений. Окончательная переработка золота ведется на аффинажных заводах, ведущим из которых является Красноярский завод цветных металлов. На его долю приходится аффинаж (очистка от примесей, получение металла пробы 99,99%) около 50% добываемого золота и большая часть платины и палладия, добываемых в России.

Производство золота в России в среднем составляет около 170 тонн в год: 150 тонн добывается из золотых месторождений и приблизительно 20 тонн – попутное и вторичное производство. Себестоимость производства одной унции колеблется в широких пределах, сильно зависит от качества запасов, вида добычи, способа переработки и составляет ориентировочно 150-550 долл. за унцию.

А я вам напомню еще Куда девается золото ? и Как устанавливается цена на золото в мире ?. А например вы знаете Сколько золота в мире ?

В настоящее время есть несколько теорий появление золота на Земле. Их можно разделить на две большие группы.

Золото появилось на Земле уже после ее формирования в результате массированного падения небесных тел, содержащих данный металл. Попавшее на поверхность золото распределялось в коре и уже оттуда в результате вулканической и тектонической активности вновь выносилось на поверхность.
Согласно второй группе теорий, которую поддерживает большая часть ученых, золото входило в состав материи, изначально сформировавшей Землю. Затем также в результате вулканических процессов оно выносилось из глубины и распределялось в коре и попадало наружу.

В обоих случаях, образованием месторождений золота мы обязаны процессам в земной коре, которые приводили к выходу на поверхность растворов, содержащих золото.

В это трудно поверить, но на глубине, при больших температурах и давлении, в присутствии кислот, серы и других веществ, образовывались растворы золота и кварца. В результате процессов естественной конвекции, горячие растворы по разломам и трещинам в коре поднимались вверх к поверхности земли. По мере подъема, температура и давление падали, что приводило к распаду нестабильных соединений золота с серой и кристаллизации кварцев. Кроме того, соединения серы образовывали сульфиды – пирит, галенит и арсенопирит . Итогом всех этих процессов являлось появление кварцевых жил с включениями золота, а также различных сульфидных месторождений золота (смотрите рисунок выше).

Различия в условиях формирования и химическом составе жил обуславливают различия в формах и количестве содержащегося в них золота. В большинстве из них золото находится в виде мельчайших крупинок, практически не видимых невооруженным глазом. Можно достаточно долго проработать на богатом месторождении, но так ни разу и не увидеть золото в породе. Однако, изредка встречаются различные по форме и размеру кристаллы золота, от нескольких грамм до десятков килограмм.

Но есть еще третья гипотеза происхождения золота. Которой стала более неожиданной среди ученых, что в формировании месторождений золота определенную роль могут играть микроорганизмы. Для проверки этого предположения геохимики поставили ряд экспериментов. Они взяли пробы из термального источника, а также донные морские отложения, выделили из них сообщества микроорганизмов и водорослей, которые живут там постоянно, и стали выращивать их на питательных средах, содержащих растворенное и коллоидное золото.

Контакт продолжался 2 месяца, и затем спектральный анализ показал, что бактерии переводят золото из раствора и взвеси в осадок, - достаточно крупные частицы различной формы, в том числе губчатые наросты, пирамидки, октаэдры. Эти исследования позволили ученым сделать выводы о том, что углерод, находящийся в живых организмах, способствует укрупнению частиц золота и концентрации его в месторождениях.

Так же существуют известные все "Золотые самородки", а как они образуются?

Как и где можно найти золото ?

Интерес к поиску золота не угасает уже много веков. И сейчас всё труднее становится найти что-то из этого драгоценного металла. Однако, имея нужные знания и умения, это возможно.

Лучший способ начать поиск золота - это проверить те области, которые раньше (или сейчас) считались золотоносными. Ищите старые рудники, реки и ручьи, где вели поиск старатели, и у вас прибавится шансов на успех.

Происхождение золота интересует многих, ведь невероятной красоты металл известен человечеству настолько давно, что трудно назвать конкретную дату. Впрочем, вопрос происхождения драгоценных металлов до сих пор открыт. Существует несколько теорий, которые могут рассказать о том, откуда на нашей планете появилось золото, серебро и платина. Ученые то сходятся во мнении, то спорят, апеллируя к новым фактам и теориям.

Откуда появилось золото на Земле?

Теории происхождения золота

Точно сказать, откуда на Земле появилось золото, не способен ни один ученый. Пока сильные умы мира сего строят гипотезы и теряются в догадках, люди создают легенды, в которых превозносят желтый металл, его красоту и характеристики до небес.

Существует много поверий, которые рассказывают о том, когда и как появился Au на Земле. Этот элемент находится практически везде. Обычному человеку сложно представить, но в его теле содержится около 10 мг благородного металла. Золото есть в воде рек и океанов, оно находится в почве и растениях.

Так откуда взялось золото? Существует две основные теории, которые рассматривают вопрос о том, как элемент появился на нашей планете.

Известно, что количество всего добытого золота за время существования настолько ничтожно, что его можно сравнить с количеством железа, которое человечество добывает за один день. Добыча Au связана с определенными трудностями, и зачастую залежи металла настолько глубоко расположены в недрах земли, что извлечь его из породы просто невозможно.

Да, действительно никто не оспаривает, что вулканические процессы в недрах земли поспособствовали образованию благородного металла. Но это вовсе не говорит о том, что вулканы стали первопричиной преобразования железа или другого металла в Au.

Да к тому же условия, царившие на планете сложно назвать благоприятными для образования залежей золота. Даже самые высокие температуры не способны превратить алюминий или никель в благородный металл.

Если рассуждать о второй теории, то она считается наиболее близкой к истине. Дело в том, что о космическом происхождении металлов ученые рассуждают довольно давно. Они сравнивают количество метеоритных дождей и гамма-взрывов с количеством добытого Au.

Космическая версия происхождения золота

Вполне вероятно, что на момент формирования нашей планеты золото уже существовало, по этой причине оно довольно близко расположено к ядру Земли. Метеоритный дождь, падение астероидов и прочие катаклизмы привели к тому, что количество этого металла на нашей планете значительно увеличилось.

Исследования частиц метеоритов и других небесных тел показали, что благородные металлы неизменно присутствуют в их составе. Кстати, если переплавить все золото мира, которое было добыто человечеством и то, что находится в недрах земли, его хватит, чтобы покрыть всю поверхность нашей планеты четырехметровым слоем.

Металл мог появиться на планете и после гамма-взрыва, который дал мощную волну энергии и помог пополнить запасы золота. Впрочем, это тоже только теория, которая не дает ответа на вопрос.

Ранее считалось, что металл образовывается в недрах земли в толщах магматических пород. При извержении вулканов, под действием температур элементы каким-то образом перевоплощались в благородные металлы. После под действием тех же самых извержений Au и другие элементы вышли на поверхность. А часть золота осталась в ядре. Впрочем, эта теория позднее была подвергнута жесткой критике и признана маловероятной.

Естественно, что это не все теории, которые были выдвинуты учеными. От некоторых гипотез пришлось отказаться, поскольку они были опровергнуты. Другие же превратились в фантастические истории и также не нашли подтверждения. Но наука не стоит на месте и сегодня существует одна теория, которая признана мировой общественностью как наиболее реальная.

Современный взгляд на ситуацию

В земной коре достаточно полезных элементов, но большая часть золота находится в ядре. По этой причине ученые задумались о том, что повлияло на процесс формирования залежей благородного металла.

Существует теория, что металл появился на нашей планете, как и пыль, он просто годами оседал на поверхности земли. В те годы наша планета находилась в расплавленном состоянии, происходило это после взрыва. Земля сама притягивала космическую пыль, в которой содержался Au.

В космосе пыль с высокой концентрацией благородных металлов образовалась в процессе разрушения нейтронных звезд. Это своеобразные космические тела, которые возникли в процессе эволюции звезд. Поскольку пыль присутствует повсеместно, это объясняет, почему золото содержится в организме человека, животных, растений, воде и почве.

Но есть один нюанс: ученым удалось установить, что некоторое количество Au содержится в астероидах и метеоритах. Но вот доказать то, что металл оседал на поверхности земли в качестве пыли, пока не удалось. Но и опровергнуть эту теорию исследователи пока не в состоянии.

Но не только пыль от разрушенных нейтронных звезд содержит благородный металл. Некоторая часть его появилась на земле при тяжелой бомбардировке. Произошло это примерно четыре миллиардов лет назад. А еще в результате бомбардировки на Луне образовалось большое количество кратеров. Итак, астероиды падали на нашу планету и постепенно смешивались с почвой, они глубоко проникали в породу и, распавшись на миллионы частиц, превратились в месторождения благородного металла.

Если говорить о правдоподобности, то эту теорию можно считать наиболее реалистичной. Она помогает объяснить, откуда на нашей планете появился металл и каким образом он на нее попал.

Au в большом количестве находится в ядре, но этот металл имеет расплавленное состояние. Его добыча связана с определенными трудностями, по этой причине ее считают нерентабельной. Еще Au есть в водах мирового океана: если сложить все количество элемента, которое присутствует в воде, то получится весьма приличное количество золота. Но пока люди так и не нашли способа добывать металл из воды.

В земной коре Au тоже есть, но его содержание невелико, в основном металл добывают совместно с рудой.

Интересные факты о Au

Существуют некоторые сведения, которые могут показаться интересными, они также касаются благородного металла:

Ученым удалось установить, что на нашей планете никогда не существовало и не могло существовать условий для формирования или образования благородного металла. По этой причине золото явно имеет космическое происхождение.
Наибольшей популярностью металл пользовался в XIV веке в империи инков. Инки считали, что золото имеет божественное происхождение и по этой причине преподносили богам в дар фигурки, выполненные из этого металла. Империя создала храм, который изнутри был отделан пластинами из Au. Когда испанцы узнали о таких богатствах империи, они были потрясены не только красотой изделий из золота, но и размерами его добычи.
Сегодня добыча Au связана с большими трудностями. Около 80–90 % стоимости благородного металла — это затраты на поиск нового месторождения, его разведку и разработку. Все остальное — это работа мастера, который изготавливает изделия (если речь идет о драгоценностях).
Точное количество золота, которое было добыто человечеством, неизвестно. Говорят, что если весь металл собрать и переплавить в один кусок, то он будет иметь форму куба величиной с теннисный корт. Высота куба не будет превышать двух метров.
Многим известно, что человечество не раз страдало от золотой лихорадки, но если оценивать все объемы добычи, то больше всего металла добывали в 70 годах XX века.
Au, по мнению инвесторов, самый стабильный металл. Инвестиции в золото неизменно приносят прибыль и помогают обогатиться. Наибольшей популярностью Au пользуется в странах Азии и Индии.
Долгое время на территории Руси не удавалось обнаружить ни одного крупного месторождения Au. Металл закупали за границей, а все старания правителей сводились на нет. За несколько лет поисков удалось найти лишь небольшой самородок, из которого сделали царю перстень.

На протяжении многих веков Au — это символ богатства и благополучия. Желтый цвет металла покорил многих. Конечно, ученые ведут споры о том, каким образом элемент попал на нашу планету и откуда он, вообще, взялся. А человечество продолжает наслаждаться красотой этого металла, даже не задумываясь о том, какое происхождение имеет золото. Пусть появляется новая информация, теории и легенды, мифы и гипотезы, золото всегда было окутано тайной. Может быть, по этой причине оно манит и завораживает людей.

Среди полезных ископаемых есть такие, что высоко ценятся людьми. Ювелирные украшения и иные аксессуары из драгоценных металлов стали популярными ещё в древности. Одним из самых дорогих материалов считается золото. В таблице Менделеева химический элемент занимает место между платиной и ртутью. В прошлом он подталкивал людей к преступлениям и даже войнам.

История металла
Открытие в природе
Строение атома и физические свойства
Химические особенности
Способы получения
Сферы применения

История металла

Новость о первой найденном золотом самородке датируется аж периодом неолита. Тогда горную породу использовали при изготовлении посуды и различных предметов быта. Металл был распространён в Древнем Египте, Риме, Китае и Индии. В те времена золото называли царём всех металлов. Древние люди верили, что материал жёлтого цвета обладает лечебными и магическими свойствами, он был символом солнца. Позже его стали использовать как платёжное средство. Золото подчёркивало высокий статус владельца, но и было опасно: люди были готовы на любые поступки, чтобы завладеть привлекательным и драгоценным материалом.

Первые цивилизации на территории Центральной Европы, Южной Америки и Северной Африки добывали золото ручным способом. Несколько самородков весом в 8−10 г можно было получить только за 2−3 дня. Поскольку минерал не могли очистить от примесей, в тот период он имел низкую пробу. Во время поздней античности стала набирать популярность алхимия. Люди научились превращать недрагоценные вещества в благородные. Хотя алхимия не достигла больших успехов, благодаря ей существуют современные технологии, которые позволяют добыть из руды золото и очистить его от примесей.

Открытие в природе

В природных условиях золото встречается часто. Оно составляет почти 5% всей литосферы планеты. Высокая цена металла обусловлена его трудоёмкой добычей даже со специальной техникой. Существует много видов горных пород, в составе которых есть мелкие частицы золота, однако оно представлено рассеянной пылью. Из истории известны интересные факты, что люди находили крупные залежи ископаемого просто под пластами земли.

Химический элемент формируется в земной коре под влиянием перепадов температуры. Материал добывают из железных и минеральных руд. В основном металл встречается в виде самородков, но в природе можно встретить его соединения с серебром, висмутом, медью, селеном или сурьмой. Известные природные твёрдые растворы называются:

электрум (серебристое золото);
аурокуприд (медистое золото);
порпецит (палладистое золото).

Есть вторичные месторождения вещества, которые представляют собой результат разрушения первичных соединений. Причины происхождения таких ископаемых могут быть:

физическими (ветер, вода, колебания температуры);
химическими (химические реакции);
биологическими (бактерии и другие микроорганизмы).

Довольно большой объём химического элемента встречается в морской воде, но добывать его оттуда нерентабельно. Россыпь материала похожа на песок, который разносится течением на далёкие расстояния от первичного месторождения. Небольшое количество чистого вещества можно обнаружить даже в обычной проточной воде.

Сегодня драгметалл добывают во многих странах мира:

Золото обнаружено в Гане, Индонезии и Мексике. Эти страны поставляют золото на мировой рынок металлов. На физической карте он отмечается условным знаком в виде круга с затушёванной левой половиной.

Строение атома и физические свойства

В таблице золото располагается в шестом периоде в подгруппе меди 11 группы. Его обозначение буквами — Au. Элемент имеет порядковый номер — 79. В ядре атома металла находится 79 протонов и 117 нейтронов. На шести энергетических уровнях атома располагаются 79 электронов. Природный элемент существует в виде химически устойчивого изотопа 197Au. Остальные нестабильны и возможны только в условиях ядерного реактора.

Распределение электронов по орбиталям в электронной формуле золота — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 1 . В своих соединениях металл проявляет валентность I. Это обусловлено наличием одного неспаренного электрона. Но для элемента также характерна валентность II.

Золото относится к группе переходных металлов. Абсолютно чистое вещество характеризуется ярко-жёлтым цветом. Если в минерале есть примеси меди, тогда он может обладать красноватым оттенком. Химическому элементу характерна гранецентрированная кубическая кристаллическая решётка.

Основные физические характеристики золота:

температура плавления — 1064,18 °C;
температура кипения — 2856 °C;
атомная масса — 196,96655;
плотность — 19,3 г/см 3 ;
молярный объём — 10,2 см 3 /моль;
твёрдость по шкале Мооса — 2,5.

Вещество характеризуется пластичностью и гибкостью. Золото — самый мягкий среди всех металлов, оно отлично поддаётся обработке. Изделия из этого вещества высокой пробы возможно погнуть и повредить, поэтому их нужно беречь от любых механических повреждений. При изготовлении столовых приборов производители добавляют в золото дополнительные сплавы, которые повышают прочность предметов. Жидкое вещество летучее и способно испаряться ещё до температуры плавления.

Минерал отличается высокой стойкостью к химическим реакциям и процессам. Это отличный проводник, который быстро транспортирует электрический ток и тепловую энергию. Металл легко полируется, после обработки приобретает мягкий блеск. Тонкая пластина, изготовленная из золота, способна пропускать свет. Поскольку температура вещества падает, его можно применять для тонировки окон.

Химические особенности

Золото имеет несколько степеней окисления: +1, +3, -1. Показатель +5 проявляется с фтором, соединение с которым выступает сильнейшим окислителем.

Поскольку элемент характеризуется относительной инертностью, он обычно не растворяется в кислотах. Поэтому его можно очищать от примесей этими соединениями. Однако есть несколько исключений: золото может растворяться в селеновой и синильной кислотах, цианидах, а также в царской водке.

В естественных условиях металл не окисляется под влиянием кислорода. Это одна из причин, почему он считается драгоценным. При высоких температурах вещество взаимодействует с галогенами (йодом, бромом и хлором).

Наиболее устойчивая — степень окисления +3. С однозарядными анионами золото образует плоско-квадратные комплексы. Степень окисления +1 считается относительно устойчивой. Показатель +2 обычно выражен формально, но при нём в веществах половина металла окислена до +1, а другая — до +3. В ауридах степень окисления Au равна -1.

Золото может реагировать с хлорной кислотой при комнатной температуре с образованием нестойких оксидов хлора, оно взаимодействует с кислородом и иными окислителями при комплексообразователях: растворяясь в цианидах, элемент образует цианоаураты.

Способы получения

Современные технологии позволяют получать благородный металл химическими способами. В 1947 году физики из США смогли преобразовать ртуть в золото. Однако такой путь требует крупных затрат, поэтому он не имеет экономического значения.

Популярные способы получения вещества:

Промывка. Поскольку металл обладает высокой плотностью, его можно получить в потоке воды, которая смывает примеси с материала. Предварительно добытые ископаемые дробят, а затем промывают. В результате остаётся шлих, который представляет собой золотой песок тяжёлой фракции. Промывка применяется ещё с древних времён для обработки небольших россыпных месторождений. Сегодня при этом методе используются специальные промывочные установки и драги. Во время промывки специалисты следят не только за мелкими, но и за крупными обломками, которые могут оказаться самородками.
Амальгамация. Этот метод был распространён в Испании в XVI веке. Тогда дроблёную породу сначала увлажняли, затем смешивали со ртутью и дополнительно измельчали на мельницах. После этого получался сплав амальгам, который подвергали промывке для получения золота. Позже дроблёный материал стали пропускать через специальные шлюзы с медными листами, покрытыми тонким слоем ртути. Этот способ применяется только на месторождениях с большим объёмом драгоценного металла. Сегодня он популярен в Африке и Южной Америке.
Цианирование. При этом методе золото смешивают с цианидами в присутствии кислорода. Полученный измельчённый материал обрабатывают раствором цианида натрия, а затем осаждают нужное вещество цинковой пылью или ионообменными смолами. Сначала такой способ использовался на крупных заводах в специальных чанах для дробления добытых ископаемых. Но с развитием технологий было придумано кучное выщелачивание: на водонепроницаемую площадку насыпают руду и орошают её растворами цианидов. Растворившееся вещество попадает в специальные колонны, в которых осаждается.

Есть метод регенерации. Его осуществляют с помощью раствора щёлочи 10%, который воздействует на растворы солей золота и потом осаждает металл на алюминий из горячего раствора гидроксида. Чтобы извлечь элемент из сульфидных руд, используются многоэтапные технологии с высокой степенью очистки.

Сферы применения

Золото давно используется различными странами в виде монет. Однако в качестве монопольного денежного средства их утвердили только к XIX веку.

Сегодня драгметалл используется во многих сферах жизни общества:

Ювелирная промышленность. Именно на эту область приходится большой объём добываемой горной породы. Украшения и аксессуары производят не из чистого вещества, а из его сплавов с другими металлами, которые повышают механическую прочность и стойкость изделий. Обычно золото соединяют с серебром и медью. Дополнительными компонентами служат цинк, кобальт, никель или палладий. Драгметалл определяет устойчивость сплава к коррозии, соотношение меди и серебра — оттенок и механические особенности. Важная характеристика таких изделий — проба. Она определяется содержанием золота в них.
Промышленность. Вещество используется для электрических контактов. Микроэлектроника не обходится без золотых проводников и гальванических покрытий металлом. Обработка оконных стёкол этим материалом позволяет уменьшить потери тепла зимой и предохранить помещения от нагревания ультрафиолетовыми лучами летом. Золотыми припоями смачивают поверхности из разных металлов. Вещество применяется для защиты от коррозии и придания другим материалам дорогого вида.
Стоматология. Золотые сплавы применяют для производства коронок и зубных протезов, которые не портятся.
Фармакология. Вещество часто служит дополнительным компонентом в лекарствах от туберкулёза и ревматоидных артритов. Радиоактивный изотоп, который обозначается 198 Au, применяется для лечения злокачественных опухолей. Перед использованием препаратов необходимо убедиться в том, что у пациента нет негативных реакций на золото.
Пищевая промышленность. Элементом в качестве пищевой добавки E175 декорируют различные блюда.

Во все времена золото служило важным элементом финансовой системы. Этот металл не подвержен коррозии, поэтому ему стараются найти применение в различных областях. Периодически роль металла снижалась в качестве международной валюты, однако банки в любых странах хранят его как самый важный источник ликвидности.

Читайте также: