5. Физические свойства

Золото - один из самых тяжелых металлов: его плотность 19,3 г/см3. Тяжелее золота только осмий, иридий, платина и рений. «Чистое золото отражает желтый свет, а в виде очень тонких листов (листовое золото), в которые оно способно выковываться и вытягиваться, просвечивает синевато-зеленым цветом... При нагревании даже в горнах золото дает пары, отчего пламя, проходящее над ним, окрашивается в зеленоватый цвет»

Желтый цвет имеет химически чистое золото, однако примеси могут окрашивать его в другие цвета - от белого до зеленого. Червонный (красный) цвет придает золоту, например, медь при определенном ее содержании в сплаве. Так, в изданной в 1905 энциклопедии под редакцией Ю.Н.Южакова сказано: «Червонное золото - сплав золота с медью в отношении 9:1, употребляется для чеканки монет». О том же говорит и словарь В.И.Даля: «Красное золото - с медным сплавом; белое золото - с серебряным сплавом».

Золото - сравнительно легкоплавкий металл, плавится при 1064°С, кипит при 2880° С, по теплопроводности и электропроводности занимает третье место (после серебра и меди). Твердость золота по 10-балльной шкале Мооса составляет всего 2,5, чистое золото слишком мягкое и не годится ни для каких изделий. Для твердости к нему всегда добавляют другие металлы, например, серебро или медь .

Золото легко сплавляется со многими металлами, которые могут входить в кристаллическую структуру золота, не нарушая ее, а просто замещая атомы золота. В таком случае образуются твердые растворы. Природные твердые растворы с золотом могут образовывать серебро, медь, платина, палладий, родий, иридий, ряд других металлов, размеры атомов которых такие же, как у золота (радиус 0,14 нм) или очень мало от него отличаются. Твердые природные растворы Au-Ag иногда содержат до 10% ртути (например, в месторождении Золотая гора на Урале). В присутствии примеси железа (некоторые находки в Якутии содержат до 4,45% Fe) минерал становится магнитным.

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность19,3 г/см?

Теплопроводность35

Температура плавления1064,4 C

Температура кипения2880C

Молярный объём10,2 см?/моль.

Твердость(алмаз10) 2,5

Электрическая проводимость (Hg=1) 40

Электроотрицательность (По Полингу) 2,64

6. Химические свойства

Au является 79 элементом периодической системы Менделеева. Атомная масса 196,97.В системе Менделеева находиться в VI периоде.

Электронная формула:

79Au 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d10.

Является малоактивным Ме.

Гранецентрированная кристаллическая решетка.

Устойчив в сухом и влажном воздухе.

В особых условиях образует коллоидное золото. Благородный металл, не реагирует с водой, кислотами-неокислителями, концентрированной серной и азотной кислотами, щелочами,

Гидратом аммиака, кислородом, азотом, углеводородом ,серой. В растворе простых катионов не образует. Растворим в растворе “Царской водки”, смесями галогенов и галогеноводородных кислот. При нагревании реагирует с галогенами, селеновой кислотой.

Царская водка -- смесь концентрированных кислот -- азотной (1 объём) и соляной (3 объёма). Представляет собой жидкость жёлтого цвета, пахнущую хлором и окислами азота. За счёт выделения атомарного хлора растворяет большинство металлов, в том числе золото, поэтому и названа алхимиками царской водкой, так как золото считалось «царём металлов».

Наиболее устойчивая степень окисления золота в соединениях +3, в этой степени окисления оно легко образует с однозарядными анионами (F?, Cl?. CN?) устойчивые плоские квадратные комплексы [AuX4]?. Относительно устойчивы также соединения со степенью окисления +1, дающие линейные комплексы [AuX2]?. Долгое время считалось, что +3 -- высшая из возможных степеней окисления золота, однако, используя дифторид криптона, удалось получить соединения Au+5 (фторид AuF5, соли комплекса [AuF6]?). Соединения золота(V) стабильны лишь со фтором и являются сильнейшими окислителями.

Степень окисления +2 для золота нехарактерна, в веществах, в которых она формально равна 2, половина золота, как правило, окислена до +1, а половина -- до +3, например, правильной ионной формулой сульфата золота(II) AuSO4 будет не Au2+(SO4)2?, а Au1+Au3+(SO4)2?2. Недавно обнаружены комплексы в которых золото все-таки имеет степень окисления +2. Есть и соединения золота с зарядом -3. Например Na3Au. Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, давая трибромид AuBr3. Со фтором золото реагирует в интервале температур 300?400°C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.

Золото также растворяется во ртути, фактически образуя легкоплавкий сплав (амальгаму).

Интересны свойства мелкораздробленного золота. При восстановлении золота из сильно разбавленных растворов оно не выпадает в осадок, а образует интенсивно окрашенные коллоидные растворы - гидрозоли, которые могут быть пурпурно-красными, синими, фиолетовыми, коричневыми и даже черными.

Известны и органические соединения золота. Так, действием хлорида Au(III).на ароматические соединения получают соединения, устойчивые к воде. Наиболее характерны координационные числа 2 и 4.