علامة الذهب في الكيمياء. ما هي المواد التي يتفاعل معها الذهب؟ الخصائص الفيزيائية للمعادن الثمينة

إن الخصائص الكيميائية الفريدة للذهب أعطته مكانة خاصة بين المعادن المستخدمة على الأرض. الذهب معروف للبشرية منذ العصور القديمة. منذ العصور القديمة تم استخدامه كمجوهرات، وقد حاول الكيميائيون استخراج المعدن الثمين من مواد أخرى أقل نبلاً. حاليا، الطلب عليه آخذ في الازدياد. يتم استخدامه في الصناعة والطب والتكنولوجيا. بالإضافة إلى ذلك، يتم الحصول عليه من قبل كل من الدول والأفراد، ويستخدمونه كمعدن استثماري.

الخواص الكيميائية لـ "ملك المعادن"

يستخدم الرمز Au للدلالة على الذهب. هذا اختصار للاسم اللاتيني للمعدن - Aurum. في الجدول الدوري لمندليف هو رقم 79 ويقع في المجموعة 11. في المظهر هو معدن أصفر. يقع الذهب في نفس المجموعة مع النحاس والفضة والرنتجينيوم، لكن خواصه الكيميائية أقرب إلى معادن مجموعة البلاتين.

يعد الخمول خاصية أساسية لهذا العنصر الكيميائي، وهو أمر ممكن بسبب القيمة العالية لإمكانات القطب. في ظل الظروف القياسية، لا يتفاعل الذهب مع أي شيء باستثناء الزئبق. وبمساعدته، يشكل هذا العنصر الكيميائي ملغمًا يتفكك بسهولة عند تسخينه إلى 750 درجة مئوية فقط.

الخصائص الكيميائية للعنصر تجعل المركبات الأخرى الموجودة به قصيرة العمر أيضًا. تستخدم هذه الخاصية بنشاط في استخراج المعادن الثمينة. تزداد تفاعلية الذهب بشكل ملحوظ فقط مع التسخين المكثف. على سبيل المثال، يمكن إذابته في ماء الكلور أو البروم، ومحلول كحول اليود، وبالطبع في الماء الملكي - خليط من حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك بنسبة معينة. الصيغة الكيميائية لتفاعل مثل هذا المركب هي: 4HCl + HNO 3 + Au = H (AuCl 4) + NO + 2H 2.

إن كيمياء الذهب تجعله عند تسخينه يتفاعل مع الهالوجينات. ولتكوين أملاح الذهب، يجب اختزال هذا العنصر الكيميائي من محلول حمضي. في هذه الحالة، لن تترسب الأملاح، ولكنها سوف تذوب في سائل، وتشكل محاليل غروانية بألوان مختلفة.

على الرغم من أن الذهب لا يدخل في تفاعلات كيميائية نشطة مع المواد، إلا أنه في الحياة اليومية لا ينبغي السماح للمنتجات المصنوعة منه بالتفاعل مع الزئبق والكلور واليود. المواد الكيميائية المنزلية المختلفة ليست أيضًا أفضل رفيق للمنتجات المعدنية الثمينة.

والحقيقة هي أن المجوهرات تستخدم سبيكة من الذهب مع معادن أخرى، والمواد المختلفة، التي تتفاعل مع هذه الشوائب، يمكن أن تسبب ضررا لا يمكن إصلاحه لجمال المنتج. إذا قمت بتسخين الذهب فوق 100 درجة مئوية، فسوف تظهر على سطحه طبقة من الأكسيد تبلغ سماكتها جزءًا من المليون من المليمتر.

مميزات أخرى للمعدن الثمين

الذهب هو واحد من أثقل المعادن المعروفة. كثافته 19.3 جرام/سم3. سبيكة تزن 1 كيلوغرام لها أبعاد صغيرة جدًا، 8x4x1.8 سم. هذا هو الحجم القياسي لسبيكة الذهب البنكية بهذا الوزن. إنه مشابه لحجم بطاقة الائتمان العادية، على الرغم من أن الشريط أكثر سمكًا قليلاً.

هناك عدد قليل فقط من العناصر أثقل من الذهب: البلوتونيوم، والأوزميوم، والإيريديوم، والبلاتين، والرينيوم.لكن محتواها في القشرة الأرضية، حتى مجتمعة، أقل بكثير من هذا المعدن الثمين. علاوة على ذلك، فإن البلوتونيوم (الرمز الكيميائي Pu، لا ينبغي الخلط بينه وبين Pt - هذا هو رمز البلاتين) هو عنصر مشع.

يوفر التركيب الكيميائي للذهب خصائصه الفيزيائية. لذلك، فإن الخصائص الرئيسية لهذا المعدن التي تجعله فريدًا تشمل:

1. القابلية للطرق، اللدونة، الليونة. من السهل جدًا تسطيحها أو تمددها. لذلك، من جرام واحد فقط من الذهب يمكنك الحصول على سلك طوله 3 كيلومترات، وستكون مساحة الصفائح الرقيقة التي تم الحصول عليها من 1 كيلوجرام 530 مترًا مربعًا. تسمى الصفائح الرقيقة جدًا من رقائق الذهب "ورقة الذهب". وهي تغطي، على سبيل المثال، قباب الكنائس والديكور الداخلي للقصور. بفضل اللدونة، يمكن لكمية صغيرة من المعدن الأصفر أن تغطي مساحات هائلة.
2. نعومة. الذهب عالي الجودة ناعم جدًا بحيث يمكن خدشه بسهولة حتى بظفر. هذا هو السبب وراء بيع السبائك المعبأة في عبوات بلاستيكية محكمة الغلق. إذا لوحظ حتى خدش واحد صغير عليه، فسيتم اعتباره معيبًا. ومن أجل جعل الذهب أكثر متانة، تتم إضافة معادن أخرى إليه عند تصنيع المنتجات. ضمنت هذه الخاصية الشعبية العالية لملك المعادن في صناعة المجوهرات.
3. الموصلية الكهربائية العالية. وبسبب هذه الخاصية الكيميائية، يحظى الذهب بتقدير كبير في الهندسة الكهربائية والصناعة. فقط الفضة والنحاس يوصلان الكهرباء بشكل أفضل منها. وفي الوقت نفسه، لا يكاد الذهب يسخن: من حيث التوصيل الحراري، فإن الماس والفضة والنحاس أعلى منه. يعد الذهب، إلى جانب خاصية مقاومة الأكسدة، مادة مثالية لصناعة أشباه الموصلات.
4. انعكاس ضوء الأشعة تحت الحمراء. الطبقة الرقيقة المطبقة على الزجاج لا تنقل الأشعة تحت الحمراء، تاركة الجزء المرئي من الطيف. تُستخدم هذه الخاصية بنشاط في رواد الفضاء عندما يكون من الضروري حماية أعين رواد الفضاء من التأثيرات الضارة للشمس. غالبًا ما يستخدم الرش في نظام المرآة للمباني الشاهقة لتقليل تكلفة غرف التبريد.
5. مقاومة للتآكل والأكسدة. السبائك التي يتم تخزينها وفقًا للقواعد لا تخضع عمليًا لأي تأثير كيميائي حتى عند تعرضها للهواء. لذا فإن الحفاظ على الذهب بشكل أكبر يضمن شعبيته العالية.

طريقة استخراج الذهب

الذهب عنصر نادر إلى حد ما على الأرض. محتواه في القشرة الأرضية منخفض. يوجد بشكل رئيسي في شكل غرينات في حالته الأصلية أو في شكل خام ويتواجد أحيانًا في شكل معادن. في بعض الأحيان يتم استخراج الذهب كمنتج ثانوي في تطوير النحاس أو الخامات المتعددة المعادن.

تعرف الإنسانية طرقًا عديدة لاستخراج هذا المعدن النبيل. أبسطها هو التصفية، أي فصل خام الذهب عن النفايات الصخرية باستخدام عملية تقنية خاصة.ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تنطوي على خسائر كبيرة، لأن التكنولوجيا بعيدة عن الكمال. تم استبدال الطريقة الميكانيكية لاستخراج خام الذهب بالكيمياء. توصل الكيميائيون، ومن بعدهم الكيميائيون، إلى طرق عديدة لعزل المعدن المطلوب من الصخر، ومن أكثرها شيوعاً:

• اندماج؛
• السيانيد.
• التحليل الكهربائي.

أصبح التحليل الكهربائي، الذي اكتشفه E. Wohlwill في عام 1896، منتشرًا على نطاق واسع في الصناعة. يكمن جوهرها في حقيقة أن الأنودات التي تتكون من مادة تحتوي على الذهب توضع في حمام بمحلول حمض الهيدروكلوريك. يتم استخدام ورقة من الذهب الخالص ككاثود. أثناء عملية التحليل الكهربائي (تمرير التيار عبر الكاثود والأنود)، تترسب المادة المطلوبة على الكاثود، وتترسب جميع الشوائب. وبالتالي، فإن الخصائص الكيميائية للمعدن الثمين تساعد في الحصول عليه على نطاق صناعي دون أي خسائر تقريبًا.

سبائك مع معادن أخرى

يتم تصنيع السبائك المعدنية النبيلة لغرضين:

1. تغيير الخواص الميكانيكية للذهب، وجعله أقوى، أو على العكس من ذلك، أكثر هشاشة ومرونة.
2. حفظ احتياطيات المعادن الثمينة.

تسمى الإضافات المختلفة للذهب بالسبائك. يعتمد لون وخصائص السبيكة على الصيغة الكيميائية لمكوناتها. وبالتالي، فإن الفضة والنحاس تزيد بشكل كبير من صلابة السبائك، مما يجعل من الممكن استخدامها لصنع المجوهرات. لكن الرصاص والبلاتين والكادميوم والبزموت وبعض العناصر الكيميائية الأخرى تجعل السبيكة أكثر هشاشة. على الرغم من ذلك، غالبا ما يتم استخدامها لإنتاج أغلى المجوهرات، لأنها تغير لون المنتج بشكل كبير. السبائك الأكثر شيوعا:

• الذهب الأخضر - سبيكة مكونة من 75% ذهب و20% فضة و5% إنديوم؛
• الذهب الأبيض عبارة عن سبيكة من الذهب والبلاتين (بنسبة 47:1) أو الذهب والبلاديوم والفضة بنسبة 15:4:1.
• الذهب الأحمر - خليط من الذهب (78%) والألومنيوم (22%)؛
• بنسبة 3:1 (ومن المثير للاهتمام أن السبيكة بأي نسبة أخرى ستصبح بيضاء اللون، وتسمى هذه السبائك بالمصطلح العام "الإلكترون").

اعتمادًا على كمية الذهب الموجودة في السبيكة، يتم تحديد العينة الخاصة بها. يتم قياسه بجزء في المليون ويشار إليه برقم مكون من ثلاثة أرقام. يتم تنظيم كمية المعدن المطلوبة في كل سبيكة بشكل صارم من قبل الدولة. في روسيا، يتم قبول 5 عينات فقط رسميًا: 375، 500، 585، 750، 958، 999. تعني أرقام العينات أن هذا هو بالضبط عدد مقاييس الذهب الموجودة لكل 1000 مقياس من السبيكة.

بمعنى آخر، يحتوي السبائك أو المنتج عيار 585 قيراطًا على 58.5% من الذهب. يعتبر الذهب ذو أعلى مستوى، 999، نقيًا. تستخدمه الكيمياء فقط لتلبية احتياجاتها، لأن هذا المعدن هش وناعم للغاية. معيار 750 هو الأكثر شعبية في صناعة المجوهرات. مكوناته الرئيسية هي الفضة والنحاس والبلاتين. يجب أن يحمل المنتج علامة - علامة رقمية تشير إلى العينة.

الذهب (عنصر كيميائي) الذهب (عنصر كيميائي)

الذهب (اللات. أوروم ) ، Au (ينطق "aurum")، عنصر كيميائي عدده الذري 79، الكتلة الذرية 196.9665. معروف منذ القدم. يوجد نظير واحد مستقر في الطبيعة وهو 197 Au. تكوين الأغلفة الإلكترونية الخارجية وما قبل الخارجية 5 س 2 ص 6 د 10 6س 1 . يقع في المجموعة IB والفترة السادسة من الجدول الدوري، وينتمي إلى المعادن النبيلة. حالات الأكسدة 0، +1، +3، +5 (التكافؤ من I، III، V).
يبلغ نصف القطر المعدني لذرة الذهب 0.137 نانومتر، ونصف قطر الأيون Au + 0.151 نانومتر للتنسيق رقم 6، والأيون Au 3+ هو 0.084 نانومتر و0.099 نانومتر لأرقام التنسيق 4 و6. طاقات التأين Au 0 - Au + - Au 2+ - Au 3 + تساوي على التوالي 9.23 و20.5 و30.47 فولت. السالبية الكهربية حسب بولينج (سم.بولينج لينوس) 2,4.
التواجد في الطبيعة
يبلغ المحتوى الموجود في القشرة الأرضية 4.3·10-7% من حيث الكتلة، وفي مياه البحار والمحيطات أقل من 5·10-6% ملغم/لتر. يشير إلى العناصر المتناثرة. من المعروف أن أكثر من 20 معدنًا، أهمها الذهب الأصلي (إلكتروم، نحاسي، البلاديوم، ذهب البزموت). شذرات كبيرة نادرة للغاية، وكقاعدة عامة، لها أسماء شخصية. المركبات الكيميائية للذهب نادرة في الطبيعة، وهي بشكل رئيسي تيلورايد - كالفيريت AuTe 2، كرينيريت (Au,Ag)Te 2 وغيرها. قد يتواجد الذهب كشوائب في معادن الكبريتيد المختلفة: البيريت (سم.البيريت), كالكوبايرايت (سم.تشالكوبيريت), السفاليريت (سم.السفاليريت)و اخرين.
تتيح الطرق الحديثة للتحليل الكيميائي اكتشاف وجود كميات ضئيلة من Au في الكائنات النباتية والحيوانية، وفي النبيذ والكونياك، وفي المياه المعدنية وفي مياه البحر.
تاريخ الاكتشاف
الذهب معروف للبشرية منذ العصور القديمة. وربما كان المعدن الأول الذي تعرف عليه الإنسان. هناك أدلة على تعدين الذهب وصناعة المنتجات منه في مصر القديمة (4100-3900 قبل الميلاد)، والهند والهند الصينية (2000-1500 قبل الميلاد)، حيث كان يستخدم لكسب المال، والمجوهرات باهظة الثمن، والأعمال الفنية عبادة وفن.
إيصال
مصادر الذهب لإنتاجها الصناعي هي خامات ورمال الغرينية ورواسب الذهب الأولية، التي يتراوح محتوى الذهب فيها من 5 إلى 15 جم لكل طن من مادة المصدر، بالإضافة إلى المنتجات الوسيطة (0.5-3 جم/طن) من الرصاص. الزنك والنحاس واليورانيوم وبعض الصناعات الأخرى.
تعتمد عملية الحصول على الذهب من الغرينيات على الفرق في كثافات الذهب والرمل. وباستخدام نفاثات قوية من الماء، يتم نقل الصخور الحاملة للذهب إلى حالة معلقة في الماء. يتدفق اللب الناتج إلى أسفل مستوى مائل في الحفارة. وفي هذه الحالة، تستقر جزيئات الذهب الثقيلة، وتحمل المياه حبات الرمل بعيدًا.
وبطريقة أخرى، يتم استخراج الذهب من الخام عن طريق معالجته بالزئبق السائل والحصول على سبيكة سائلة - ملغم. بعد ذلك، يتم تسخين الملغم، ويتبخر الزئبق، ويبقى الذهب. كما يتم استخدام طريقة السيانيد لاستخراج الذهب من الخامات. في هذه الحالة، يتم معالجة خام الذهب بمحلول سيانيد الصوديوم NaCN. في وجود الأكسجين الجوي، يذهب الذهب إلى المحلول:
4Au + O 2 + 8NaCN + 2H2O = 4Na + 4NaOH
بعد ذلك، تتم معالجة المحلول الناتج من مجمع الذهب بغبار الزنك:
2Na + Zn = Na2 + NO +H2O
يليه ترسيب انتقائي للذهب من المحلول، على سبيل المثال، باستخدام FeSO 4 .
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الذهب معدن أصفر ذو شبكة مكعبة مركزية الوجه ( أ= 0.40786 نانومتر). نقطة الانصهار 1064.4 درجة مئوية، نقطة الغليان 2880 درجة مئوية، الكثافة 19.32 كجم/دم3. لديها ليونة استثنائية، والتوصيل الحراري والتوصيل الكهربائي. يمكن صقل كرة من الذهب قطرها 1 مم إلى صفيحة رقيقة شفافة ذات لون أخضر مزرق بمساحة 50 م2. ويبلغ سمك أنحف أوراق الذهب 0.1 ميكرون. يمكن استخلاص أجود الخيوط من الذهب.
الذهب مستقر في الهواء والماء. مع الأكسجين (سم.الأكسجين)، نتروجين (سم.نتروجين)الهيدروجين (سم.هيدروجين)والفوسفور (سم.الفوسفور)الأنتيمون (سم.الأنتيمون)والكربون (سم.كربون)لا يتفاعل مباشرة. يتم الحصول على أنتيمونيد AuSb 2 وفوسفيد الذهب Au 2 P 3 بشكل غير مباشر.
في سلسلة الجهود القياسية، يقع الذهب على يمين الهيدروجين، لذلك لا يتفاعل مع الأحماض غير المؤكسدة. يذوب في حمض السيلينيك الساخن:
2Au + 6H 2 SeO 4 = Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O،
في حمض الهيدروكلوريك المركز عند المرور عبر محلول الكلور:
2Au + 3Cl2 + 2HCl = 2H
ومن خلال تبخير المحلول الناتج بعناية، يمكن الحصول على بلورات صفراء من حمض الكلوروريك HAuCl 4 3H 2 O.
مع الهالوجينات (سم.الهالوجين)بدون تسخين وفي غياب الرطوبة لا يتفاعل الذهب. عند تسخين مسحوق الذهب مع الهالوجينات أو ثنائي فلوريد الزينون، تتكون هاليدات الذهب:
2Au + 3Cl 2 = 2AuCl 3،
2Au + 3XeF 2 = 2AuF 3 + 3Xe
فقط AuCl 3 وAuBr 3، المكونان من جزيئات ثنائية، قابلان للذوبان في الماء:
التحلل الحراري لسداسي فلورواورات (V)، على سبيل المثال، O 2 + -، أنتج فلوريد الذهب AuF 5 و AuF 7 . ويمكن الحصول عليها أيضًا عن طريق أكسدة الذهب أو ثلاثي فلوريده باستخدام KrF2 وXeF6.
يتم تشكيل أحاديات الذهب AuCl و AuBr و AuI عن طريق تسخين الهاليدات الأعلى المقابلة في الفراغ. عند تسخينها فإنها إما تتحلل:
2AuCl = 2Au + Cl2
أو غير متناسب:
3AuBr = AuBr 3 + 2Au.
مركبات الذهب غير مستقرة وتتحلل في المحاليل المائية، ومن السهل اختزالها إلى معدن.
يتم تكوين هيدروكسيد الذهب (III) Au(OH) 3 بإضافة القلويات أو Mg(OH) 2 إلى محلول H:
H + 2Mg(OH) 2 = Au(OH) 3 Ї + 2MgCl2 + H2O
عند تسخينه، يجفف Au(OH) 3 بسهولة، مكونًا أكسيد الذهب (III):
2Au(OH) 3 = Au 2 O 3 + 3H 2 O
يُظهر هيدروكسيد الذهب (III) خواص مذبذبة عند التفاعل مع محاليل الأحماض والقلويات:
Au(OH) 3 + 4HCl = H + 3H2O،
Au(OH)3 + NaOH = Na
مركبات الأكسجين الأخرى من الذهب غير مستقرة وتشكل بسهولة مخاليط متفجرة. مركب أكسيد الذهب (III) مع الأمونيا Au 2 O 3 · 4NH 3 هو "ذهب متفجر" وينفجر عند تسخينه.
عند اختزال الذهب من المحاليل المخففة لأملاحه، وكذلك عند رش الذهب كهربائيًا في الماء، يتكون محلول غرواني مستقر من الذهب:
2AuCl 3 + 3SnCl 2 = 3SnCl 4 +2Au
يعتمد لون المحاليل الغروية للذهب على درجة تشتت جزيئات الذهب، كما تعتمد شدتها على تركيزها. دائمًا ما تكون جزيئات الذهب في المحلول مشحونة سالبًا.
طلب
يستخدم الذهب وسبائكه في صناعة المجوهرات والعملات المعدنية والميداليات وأطقم الأسنان وأجزاء من المعدات الكيميائية والاتصالات الكهربائية والأسلاك ومنتجات الإلكترونيات الدقيقة وتكسية الأنابيب في الصناعة الكيميائية وفي إنتاج الجنود والمحفزات والساعات، تلوين الزجاج، صناعة ريش أقلام الحبر، طلاء الأسطح المعدنية. عادة، يتم استخدام الذهب في سبيكة مع الفضة أو البلاديوم (الذهب الأبيض؛ وتسمى أيضًا سبيكة من الذهب مع البلاتين ومعادن أخرى). يتم تحديد محتوى الذهب في السبيكة بعلامة الدولة. الذهب عيار 14 قيراط عبارة عن سبيكة يبلغ وزنها 58.3% من الذهب. أنظر أيضا الذهب (في الاقتصاد) (سم.الذهب (في الاقتصاد)).
العمل الفسيولوجي
بعض مركبات الذهب سامة وتتراكم في الكلى والكبد والطحال وتحت المهاد، مما قد يؤدي إلى أمراض عضوية والتهاب الجلد والتهاب الفم ونقص الصفيحات.

القاموس الموسوعي. 2009 .

انظر ما هو "الذهب (العنصر الكيميائي)" في القواميس الأخرى:

الذهب - احصل على قسيمة عمل للحصول على خصم Mebelon على الأكاديمي أو قم بشراء الذهب بربح مع توصيل مجاني للبيع في Mebelon

العنصر الكيميائي عبارة عن مجموعة من الذرات لها نفس الشحنة النووية وعدد البروتونات الذي يطابق الرقم التسلسلي (الذري) في الجدول الدوري. كل عنصر كيميائي له اسمه ورمزه الخاص، وهما مذكوران في... ... ويكيبيديا

البلاديوم (lat. البلاديوم، على اسم أحد أكبر الكويكبات بالاس)، Pd (اقرأ "البلاديوم")، عنصر كيميائي برقم ذري 46، كتلة ذرية 106.42. يتكون البلاديوم الطبيعي من ستة نظائر مستقرة 102Pd (1.00%)، 104Pd... ... القاموس الموسوعي

- (كلور فرنسي، كلور ألماني، كلور إنجليزي) عنصر من مجموعة الهالوجينات؛ علامتها Cl؛ الوزن الذري 35.451 [حسب حسابات كلارك لبيانات ستاس] عند O = 16؛ جسيم Cl 2، والذي يتوافق جيدًا مع كثافته التي وجدها بنسن ورينو فيما يتعلق بـ... ...

- (كيميائي؛ فوسفور فرنسي، فوسفور ألماني، فوسفور إنجليزي ولاتيني، ومن هنا التسمية P، أحيانًا Ph؛ الوزن الذري 31 [في العصر الحديث، وجد أن الوزن الذري للدكتوراه (فان دير بلاتس) هو: 30.93 بواسطة ترميم بوزن معين من معدن F.... ... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون

- (أرجنتوم، أرجنت، سيلبر) كيميائي. علامة حج. S. هو أحد المعادن التي عرفها الإنسان منذ القدم. يوجد في الطبيعة في حالته الأصلية وفي شكل مركبات مع أجسام أخرى (مع الكبريت، على سبيل المثال Ag 2S... ... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون

- (أرجنتوم، أرجنت، سيلبر) كيميائي. علامة حج. S. هو أحد المعادن التي عرفها الإنسان منذ القدم. يوجد في الطبيعة في حالته الأصلية وفي شكل مركبات مع أجسام أخرى (مع الكبريت، على سبيل المثال الفضة Ag2S ... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون

لقد أسر الذهب عقول قرون عديدة، مما أجبر الناس على قضاء معظم حياتهم في البحث عنه، والدخول في الحروب، والانخراط في الخداع والخيانة. يوجد على كوكبنا العديد من المعادن والمواد الكيميائية الأخرى التي تم تأريخها لفترة طويلة. من بينها أكثر قيمة، وهناك تلك التي هي غير مكلفة نسبيا وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة. لقد حدث التمييز بين فئات قيمة المعادن منذ زمن طويل؛ لكي تفهم لماذا لا تزال البلدان والبورصات وأكبر الشركات وأغنى الناس يسعون لامتلاك الذهب، يجب أن تتعرف عليه بشكل أفضل. وقد استخدم العلماء صيغة الذهب منذ القدم في العلوم السابقة للكيمياء.

شهادة كيميائية

يُسمى الذهب في الكيمياء باسم Aurum، ويُختصر بـ Au، في شكل إلكتروني: KLMNO6s1, Eion(Me=>Me++e)=9.22 eV. في الجدول الدوري، يحتل الذهب العدد الذري 79. وهو يقع في المجموعة 11 من الدورة السادسة. لدى Gold أيضًا رقم تسجيل دولي في CAS: 7440-57-5. الكتلة الذرية للعنصر هي 196.9665 جم / مول. الذهب مادة بسيطة لأنه يتكون من نظائر معدن واحد.

خصائص الذهب فريدة من نوعها وتسمح باستخدامه في مجال الإلكترونيات والطب وفي إنتاج معدات المختبرات الكيميائية. لقد زاد التوصيل الحراري والكهربائي. ولهذا السبب لا يزال من الممكن استخدام الطلاء الذهبي الرقيق بالجلفنة في الإنتاج الكهربائي. يغلي الذهب عند 2880 درجة فقط، وكثافته 19.32 جرام/سم3، ونقطة انصهاره 1064.43 درجة مئوية. الذهب خامل تمامًا؛ حتى في درجات الحرارة المرتفعة لا يتفاعل مع العناصر الكيميائية الأخرى.

تاريخ الذهب

حصل الذهب على اسمه من لونه الأصفر. في العديد من اللغات، يبدو اسمها مختلفا، ولكن بطريقة أو بأخرى يرتبط بتعيين اللون الأصفر أو الذهبي أو الأخضر. الذهب لديه العديد من المعالم الرئيسية. وهو معدن نبيل لأنه لا يتعرض للتآكل ولا يدخل في تفاعلات الأكسدة تحت تأثير البيئة الخارجية. بالمناسبة، هذا هو سبب استخدامه بنجاح في طب الأسنان. يتمتع الذهب بكثافة عالية وهذا ما يقوم عليه نظام استخلاصه عن طريق غسل الطمي والرمل ومياه الأنهار. كما أن الذهب ناعم جدًا وقابل للسحب. على الرغم من خصائص المعدن، إلا أنه يمكن خدشه حتى بدون استخدام معدات خاصة.

ربما كان الذهب هو أول معدن اكتشفه الإنسان. تم ذكره في جميع المصادر القديمة الباقية، وكان يحظى بتقدير كبير وكان باهظ الثمن. ليس هناك شك في أن الاهتمام بالذهب لم يتضاءل أبدًا. وقد تم تقديره لجماله وخصائصه الخاصة، ولم يتم إدراك قيمة خصائصه الفيزيائية إلا لاحقًا. وحتى قبل أن تصبح التركيبة الكيميائية للمادة معروفة، كان شراء الذهب يعتبر استثمارًا ممتازًا.

الذهب الطبيعي

يوجد الذهب في الطبيعة على شكل شذرات أحفورية أو أحجار الغرينية. إذا كنا لا نتحدث عن الحبوب المنتشرة في الخام أو غسلها بالماء، فهذه شذرات يمكن تصنيفها إلى أنواع فرعية مختلفة: إلكتروم، ذهب البلاديوم، النحاس، البزموت. في هذه الحالة، سيتضمن التركيب الكيميائي للذهب أيضًا شوائب، والتي يمكن أن تختلف في النسبة المئوية.

الإلكتروم عبارة عن سبيكة من الفضة معروفة منذ العصور القديمة. في الواقع، هذه هي السبيكة الأولى التي تعامل معها الإنسان. هذا معدن تشغل جزيئات الفضة نصفه تقريبًا. اسمها يأتي من كلمة "العنبر" التي استشهد بها مظهر المعدن. سبائك البلاديوم عبارة عن مركبات تحتوي على الفضة والنحاس والكروم والنيكل ومواد أخرى. يحتوي ذهب البزموت على ما يصل إلى 4% من هذا المعدن الفضي الوردي. يحتوي الذهب النحاسي على ما يصل إلى 20% من النحاس، مما يمنحه صبغة حمراء. من الممكن أيضًا تكوين معادن الذهب مع الحديد والزئبق والإيريديوم. ويسمى الذهب الغريني بذهب شليش، ويتكون من رواسب المعادن الثقيلة، والتي يوجد من بينها حبيبات الذهب.

الحصول على الذهب الخالص

لا يكاد يتم العثور على الذهب في الطبيعة في شكله النقي. بعد عدة قرون من غسل الرمال والخامات المحتوية على الذهب، وجدت البشرية طريقة أكثر فعالية لعزل حبيبات الذهب - وهي الملغمة. وتتطلب هذه الطريقة عناصر يمكن أن تتفاعل مع الذهب وهذا العنصر هو الزئبق. يتم إضافته إلى الخام مع الذهب، ثم يتم إزالته ووضعه في مزيد من العمل. طلاء السيانيد يعمل أيضًا. يتم ترسيب الذهب من المحلول الناتج باستخدام الزنك. يمكن أيضًا إجراء التجديد باستخدام محلول قلوي.

من أجل الحصول على سبيكة أو سبيكة نقية مع كمية وتكوين الشوائب التي يمكن التحكم فيها، يجب تنفيذ عدد من الإجراءات. تسمى مجموعة من هذه التدابير التكرير - تنقية الخام والخردة والسبائك من أجل الحصول على الذهب الخالص. يمكن استخدام أي جزيئات من الذهب كمواد للعمل - أجزاء من الأقطاب الكهربائية وعناصر معدات المختبرات والمجوهرات. هناك عدة طرق تعتبر الأكثر نجاحا. استقرت كيمياء الذهب على هذه الطرق، حيث أنها تتكبد خسائر قليلة في جزيئات الذهب وتنفق أموالاً أقل على المواد المساعدة.

التكرير الكيميائي هو فصل العناصر الكيميائية عن الخام أو الرقائق الطبيعية الحاملة للذهب أو خردة المنتجات المستخدمة. إنه متعدد المراحل ويتضمن عددًا من التجارب التي تهدف إلى تحديد مكون قيم. بادئ ذي بدء، يتم استبعاد الحديد من التركيبة، لأنه لا يسمح بإجراء العمليات اللازمة. ويمكن التخلص منه باستخدام المغناطيس، أو باستخدام حمض الكبريتيك أو الهيدروكلوريك، مما يؤدي إلى إذابة جزيئاته. تتطلب المرحلة التالية استخدام حمض النيتريك، الذي يذوب العديد من الشوائب المرتبطة تقليديا بالذهب - النحاس والفضة والزنك والقصدير. يبقى الذهب في الراسب، ويستخدم ملح الطعام في التفاعل. بعد ذلك، تتم معالجة الرواسب التي تحتوي على الذهب والفضة بحمض النيتريك والهيدروكلوريك. بعد الخلط الضروري، سلسلة من التسخين والصرف، يتم الحصول على راسب بني، يتم غسله جيدًا. وبعد المرحلة النهائية من التنقية، يتم الحصول على غبار الذهب، والذي يتم صهره ليتحول إلى سبيكة. يمكن أن تتراوح درجة نقاء هذا الذهب من 99.95٪.

يتم استخدام طريقة التنظيف الكهروكيميائية في الإنتاج، وفي هذه الحالة يتطلب الأمر مواد خام نقية، ما لا يقل عن 900 معيار، والذهب النقي للعملية، بالإضافة إلى الأحماض. وهناك أيضًا طريقة ميلر، التي تعتمد على التبخير الغازي للشوائب من خلال استخدام الكلور المتطاير. يمكن أن تكون هذه الطريقة خطيرة حيث يمكن إطلاق غازات سامة في الهواء.

لا أحد الآن يشكك في تركيب الذهب، لكنه كان يعتبر في السابق ليس فقط مكونًا من المعادن ومعدنًا نبيلًا في شكله المنقى، ولكنه أيضًا شيء يمكن الحصول عليه من مادة أخرى. نحن نتحدث عن الكيمياء، وهو العلم الذي ظهر قبل فترة طويلة من الكيمياء وأصبح سلفها. كان الكيميائيون يعتبرون سحرة ودجالين، وكانوا موضع شك وخوف، ولكن، مع ذلك، لا يوجد دليل يسمح لنا بالقول على وجه اليقين أن هذا علم زائف أو خيال. هناك كتب عن الكيمياء وروايات شهود العيان وقصص مكتوبة في سجلات تاريخية. وبطبيعة الحال، كان الذهب دائمًا هو القيمة الأعظم، وأصبحت فكرة الحصول عليه عن طريق التجارب "فكرة ثابتة" لدى أجيال عديدة من العلماء.

كان للكيميائيين رؤية خاصة للعالم، فقد اعتقدوا أن كل شيء في الطبيعة واحد وكل شيء يتطور. وهذا ينطبق على النفس البشرية، وعلى المعادن والمواد. كان الرصاص يعتبر أدنى المعادن، وكان ناقصا، وكان الذهب يعتبر الأعلى، لأنه كان له خصائص استثنائية. تشير العديد من الأدلة إلى أن الكيميائيين عثروا على مركب سري يحول القصدير والزئبق إلى أنقى الذهب - حجر الفلاسفة. وبقيت تركيبة هذا الحجر وخصائصه مجهولة، إذ أخذ من اخترعه السر إلى القبر، ولم يكن بوسع الشهود إلا أن يتحدثوا عن عملية تحويل القصدير الممزوج بالمسحوق أو الحجر إلى ذهب. لا يزال الذهب الكيميائي يثير العقول حتى يومنا هذا، وصيغته غير معروفة حتى الآن، على الرغم من أن تقنياتنا متطورة جدًا. يمكن أن يسمى الدليل الوحيد لصالح موثوقية هذه التجارب تجارب مع اليورانيوم، عندما يشكل مواد جديدة مختلفة تماما تحت تأثير خاص. يتطلب التاريخ موقفًا محترمًا، وتذكر الهياكل الفخمة التي أقيمت قبل عصرنا، والرحلات الطويلة والمخترعين اللامعين، لا يسع المرء إلا أن يهز كتفيه، مما يشير إلى أن الكيميائيين في العصور القديمة كانوا يعرفون عن المعادن أكثر بكثير مما نعرفه نحن.

يعد الذهب في الكيمياء أحد العناصر التي لها خصائص خاصة، لكن اسمه في حياة الناس يثير ارتباطات مختلفة تمامًا عن المعادن الأخرى. وهو مقياس للثروة والنجاح، ويرمز إلى القوة والنفوذ. بالطبع، في بداية التعارف مع هذا المعدن، كان الشخص ينجذب إلى جماله. كان اللون الذهبي يذكرنا بالشمس التي كان العديد من الشعوب يؤلهونها لقرون عديدة. وأصبح الذهب مادة للمباني والديكورات الدينية. وفي وقت لاحق، تم إصدار العملات المعدنية الأولى منها، ودخل مفهوم النقود حيز الاستخدام. وفي زمن الإمبراطوريات والممالك، كان الذهب يستخدم في زخرفة الأواني والمباني. وقد استخدم في الكنائس دائمًا للإطارات والتغطيات والزخارف، وانتشر ورق الذهب، وغطيت قباب الكنائس بالصفائح. في الوقت الحاضر، يتم استخدام الذهب للأغراض الجمالية والعلمية.

قبل الحديث عن خصائص أي معدن ثمين، عليك أن تفهم وتحدد تركيبه الكيميائي، وكذلك فهم خصائصه الفيزيائية. لذلك، يجب البحث عن إجابة السؤال "مما يتكون الذهب" أولاً في دروس الكيمياء المدرسية أو على الإنترنت، وعندها فقط يمكن للمرء أن يحكم على السعر المقابل للمعدن ذي الخصائص الفريدة. بعد كل شيء، ظهرت التكلفة العالية لهذه المادة لسبب ما.

تكوين المعادن الثمينة في الطبيعة

والحقيقة أن أسباب وعمليات ظهور الذهب على الأرض غير معروفة للعلم. هناك بعض الافتراضات حول دخول جزيئات المعادن الثمينة بسبب عمل النيازك والتفاعلات النووية أثناء انفجارات النيوترونات، ولكن هذه مجرد فرضيات. تظل الحقيقة أن الذهب على الأرض قليل جدًا، فكل يوم يستخرج الناس كمية من الحديد تعادل كل الذهب المستخرج أثناء وجود الحضارة.

شذرات الذهب

لذلك، كان لدى العلماء والكيميائيين أسئلة حول بنية هذا المعدن، وكانوا مهتمين أيضًا. إذا كنت تعرف البنية الدقيقة، فيمكنك وضع افتراضات حول مظهر الذهب، وعندها فقط حاول إجراء تجربة والحصول على الذهب في المختبر.

لذلك، يوجد هذا العنصر في الطبيعة على شكل جزيئات الذهب. وفقا للعلماء، يحتوي الغلاف الصخري على حوالي 5٪ من الذهب. ولكن وفقا للافتراضات، هناك الكثير منه في باطن الأرض. يمكن العثور على الذهب في الصخور النارية، وكذلك في الصفائح التكتونية المكسورة أو في سلاسل الجبال القديمة.

لم يتم تفسير هذا الموقع عمليا من قبل الجيولوجيين، ويعتبر علماء الفيزياء الفلكية هذه الظاهرة نتيجة لأكبر الهجمات النيزكية على مناطق معينة من الأرض. ولكن، بفضل التغيرات في درجات الحرارة، يأتي الذهب من الكرات العميقة إلى السطح. ومن ثم يمكن العثور عليها في خامات الحديد.

في الخامات، يوجد الذهب في شوائب أو عروق يتراوح حجمها بين 0.1 و1000 ميكرون. ومن النادر العثور على واحد يزن عدة كيلوغرامات. ويمكن استخراج المعادن الثمينة من الأنواع التالية من الخامات:

• خامات الذهب، وهي نادرة جدًا؛
• خامات الحديد، والتي هي الأدنى بالمقارنة مع المناجم الأخرى؛
• خامات النحاس
• خامات الرصاص والزنك.
• مناجم اليورانيوم.

ومن المثير للاهتمام أنه إلى جانب الذهب يمكنك العثور على شوائب لعناصر مثل:

• البزموت.
• الأنتيمون.
• السيلينيوم.

لكن الفضة لا توجد أبدًا بجانب رواسب الذهب. في بعض الأحيان توجد رواسب حتى تحت التربة العادية في قارات مختلفة.

القدرات الفيزيائية والكيميائية للعنصر

من وجهة نظر الكيميائيين، يعتبر الذهب أحد عناصر الجدول الدوري. تتكون الصيغة الكيميائية من الاختصار Au من كلمة aurum. بيت القصيد هو أن هذا المعدن الثمين يتكون من نظائر مادة واحدة وببساطة لا توجد صيغة بالمعنى المعتاد. الكتلة الذرية للذهب هي 196.9 جم/مليمول. تم إدراجه ضمن مجموعة المعادن النبيلة بعد التحقق من تفاعله مع العناصر الأخرى وكذلك مع الأكسجين العادي.

وتبين أن الذهب لا يتفاعل إطلاقا مع الكبريت أو الأكسجين، مثل معظم العناصر الأخرى. وحتى لو تفاعل الذهب، فهذا يعني أن الطبقة الخارجية فقط من المعدن هي التي ستتضرر، ولكن ليس المادة بأكملها.

بالإضافة إلى ذلك، يتمتع الذهب بمظهر جذاب، كما أنه قابل للسحب، مما يجعل من الممكن صنع مجوهرات مختلفة من الذهب ويوصل التيار بشكل جيد. حتى الأحماض المعدنية لا يمكنها تغيير مظهر الذهب وتكوينه. بفضل هذا، يتم تحديد صحة المعدن.

ويشيرون إلى أنه من حيث التركيب فهو عنصر فريد في الجدول الدوري. لإلقاء نظرة على جزيئات الذهب التي تشكل جزءًا من المجوهرات، تحتاج إلى تبخير المنتج في الماء الملكي. وهكذا تتم عملية التكرير، أي عملية استخلاص الذهب من الشوائب.

الخصائص الفيزيائية للذهب

ولا يمكن استخلاص أي شيء من المعدن نفسه، فالذهب عنصر لا يتجزأ. لكن لدى الشركات المصنعة سؤال حول كيفية استخراج الذهب من الخام على نطاق صناعي وتنقيته من الشوائب. يمكن إيجاد حل لهذه المشكلة باستخدام عمليات مثل:

• تعويم التركيز والجاذبية.
• الترشيح.
• الامتصاص.
• السيانيد.
• اندماج.

يتم تنفيذ كل هذه العمليات على مراحل وهي الآن آلية. قبل بضعة قرون، كان تعدين الذهب يتم يدويًا دون أدنى إشارة إلى أتمتة العملية. كان هذا ممكنا بسبب ميزة أخرى للذهب - كثافته العالية. لذلك، عند غسله من الأنهار، استقر الذهب في القاع، حيث يمكن رؤيته. ويجب أن نتذكر أيضًا أن مركبات الذهب مع معادن أو عناصر أخرى غير مستقرة، لذلك يمكن استخراج المعدن الثمين كيميائيًا. تتضمن المراحل النهائية إذابة الذهب الناتج في الماء الملكي ثم ترسيب المعدن الثمين.

يتم الكشف عن وجود المعدن الثمين في تركيبة المنتج من خلال تكوين الرواسب والمحاليل الملونة. للقيام بذلك، يستخدمون مركبات الذهب مع مواد مختلفة، بالإضافة إلى عمليات مثل الرحلان الكهربائي، واللوني، والتلألؤ. لتحديد كمية الذهب في مادة ما، يتم استخدام طرق المعايرة والقياس الضوئي والجاذبية.

كما تضاف الشوائب أحيانًا إلى الذهب نفسه. يتم ذلك من أجل تقليل تكلفة المنتج وإعطائه الشكل اللازم. الحقيقة هي أن الذهب معدن ناعم. وهذا ليس بالغ الأهمية عند إنتاج السبائك، والتي، بسبب شكلها، لا تتشوه بشكل كبير بمرور الوقت. لكن المجوهرات الذهبية قد تنحني تحت ثقلها أو تغير تصميمها إلى الأسوأ.

لذلك، لكي تظل الأقراط أو السلسلة دون تغيير، تتم إضافة معادن أخرى إلى التركيبة، والتي تسمى السبائك. الرباط عبارة عن خليط من الذهب، لذا لن تعتمد تكلفة المنتج فحسب على خصائصه، بل ستعتمد أيضًا على خصائصه. على سبيل المثال، نوع المعدن يغير لون المجوهرات. إذا كان الذهب في شكله النقي أصفر ساطع، فمع إضافة النحاس، سيحصل المنتج على صبغة حمراء. ويسمى الذهب: الأحمر، الأصفر، الأبيض، الوردي. الحروف المركبة الأكثر استخدامًا هي:

• نحاس. يضيف قوة لتكوين الزخرفة.
• فضة. يكتسب المعدن الثمين لونًا نبيلًا.
• البلاتين معدن أغلى من الذهب.
• النيكل. إنه يحسن جودة صب المنتج، لكن السبائك التي تحتوي على النيكل ليست مناسبة لصنع المجوهرات.
• يخفض الزنك درجة الانصهار، لكنه يزيد من هشاشة السبيكة.
• نادرًا ما يتم إضافة الكادميوم والبلاديوم إلى سبائك الذهب عمليًا.

مثل هذا الذهب مع شوائب معادن أخرى في تركيبته له دقة أو قيراط. وبمعرفة عينة المنتج يمكنك تحديد محتوى الذهب الخالص فيه. وهذا ليس بالأمر الصعب، حيث أن العناصر الذهبية المعتمدة والمصنعة وفقا للقواعد يجب أن تحمل علامة يدل على نقائها. يتم تحديد تركيبات العينة وفقًا لـ GOST. يجب مراعاة جميع النسب بدقة، لأن تكلفة المنتج تعتمد على هذا.

وفقًا لمعايير GOST، يوجد حوالي 40 سبيكة من عينات مختلفة. وتعتمد نسبة الذهب على الغرض من استخدام المعدن الثمين. وبطبيعة الحال، يتم استخدام الذهب عالي الجودة لصنع المجوهرات التي تبدو جيدة المظهر. ولكن في الصناعة، يمكن أيضًا استخدام السبائك منخفضة الجودة التي لها الخصائص الفيزيائية اللازمة.

لا يستطيع أحد كشف تركيبة الذهب حتى يومنا هذا، لكن الكثيرين معجبون بهذا المعدن ويستمرون في جعل حياتهم منه عبادة. لكن صيغة المعدن الثمين، وبالتالي تركيبه الحقيقي، لا تزال واحدة من الأسئلة التي لا تملك البشرية إجابة دقيقة لها بعد.

صيغة صحيحة أو تجريبية أو إجمالية: الاتحاد الأفريقي

الوزن الجزيئي: 196.967

ذهب- عنصر المجموعة 11 (حسب التصنيف القديم - مجموعة فرعية ثانوية من المجموعة الأولى)، الفترة السادسة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev، برقم ذري 79. يُشار إليه بالرمز Au (لاتيني Aurum). المادة البسيطة الذهب هو معدن نبيل ذو لون أصفر.

قصة

أصل الاسم

السلافية البدائية "*zolto" ("الذهب") مرتبطة بـ Lit. جيلتوناس "أصفر"، لاتفيا. zelts "الذهب"؛ بصوت مختلف: القوطي. جولو، ألمانية الذهب، الإنجليزية ذهب؛ مزيد من Skt. हिरण्य (híraṇya IAST)، أفست. زارانيا، أوسيت. zærījnæ "الذهب"، وأيضا Skt. هري (هاري IAST) "أصفر، ذهبي، مخضر"، من الجذر الهندو-أوروبي البدائي * ɵʰel- "أصفر، أخضر، مشرق". ومن هنا أسماء الألوان: "أصفر"، "أخضر". الكلمة اللاتينية aurum تعني "أصفر" وترتبط بـ "Aurora" - فجر الصباح.

الخصائص الفيزيائية

الذهب الخالص هو معدن أصفر ناعم. اللون المحمر لبعض منتجات الذهب، مثل العملات المعدنية، يأتي من شوائب معادن أخرى، وخاصة النحاس. وفي الأغشية الرقيقة يظهر الذهب من خلال اللون الأخضر. يتمتع الذهب بموصلية حرارية عالية ومقاومة كهربائية منخفضة. الذهب معدن ثقيل جدًا: تبلغ كثافة الذهب الخالص 19.32 جم/سم مكعب (كرة من الذهب الخالص يبلغ قطرها 46.237 ملم وكتلة 1 كجم). من بين المعادن، يحتل المرتبة السابعة من حيث الكثافة بعد الأوسيميوم والإيريديوم والبلاتين والرينيوم والنبتونيوم والبلوتونيوم. يتمتع التنغستن بكثافة مماثلة للذهب (19.25). إن الكثافة العالية للذهب تجعل من السهل استخراجه، وهذا هو السبب في أنه حتى العمليات التكنولوجية البسيطة - على سبيل المثال، الغسيل عند المجاري - يمكن أن توفر درجة عالية من استخلاص الذهب من الصخور المغسولة. الذهب معدن ناعم جدًا: تصل صلابته على مقياس موس إلى 2.5 تقريبًا، وعلى مقياس برينل 220-250 ميجا باسكال (مماثلة لصلابة المسمار). الذهب أيضًا عالي المرونة: يمكن تشكيله على شكل صفائح يصل سمكها إلى 0.1 ميكرومتر (100 نانومتر) (ورقة الذهب)؛ بهذا السُمك، يكون الذهب شفافًا وفي الضوء المنعكس يكون له لون أصفر، وفي الضوء المنقول يكون ملونًا باللون الأخضر المزرق المكمل للأصفر. يمكن سحب الذهب إلى سلك بكثافة خطية تصل إلى 2 ملجم/م. نقطة انصهار الذهب هي 1064.18 درجة مئوية (1337.33 كلفن)، ويغلي عند 2856 درجة مئوية (3129 كلفن). كثافة الذهب السائل أقل من كثافة الذهب الصلب وتبلغ 17 جم/سم3 عند نقطة الانصهار. الذهب السائل متطاير للغاية، فهو يتبخر بشكل نشط قبل وقت طويل من نقطة الغليان. المعامل الخطي للتمدد الحراري - 14.2·10-6 K−1 (عند 25 درجة مئوية). الموصلية الحرارية - 320 واط/م ك، السعة الحرارية النوعية - 129 جول/(كجم كلفن)، المقاومة الكهربائية - 0.023 أوم مم 2 /م. السالبية الكهربية حسب بولينج هي 2.4. طاقة تقارب الإلكترون هي 2.8 فولت. نصف القطر الذري 0.144 نانومتر، نصف القطر الأيوني: Au + 0.151 نانومتر (رقم التنسيق 6)، Au3+ 0.082 نانومتر (4)، 0.099 نانومتر (6) سبب اختلاف لون الذهب عن لون معظم المعادن هو صغر حجمه فجوة الطاقة بين المدارات نصف المملوءة 6s والمدارات المملوءة 5d. ونتيجة لذلك، يمتص الذهب الفوتونات في الجزء الأزرق ذو الطول الموجي القصير من الطيف المرئي، بدءًا من حوالي 500 نانومتر، ولكنه يعكس فوتونات ذات طاقة أقل وأطول موجة غير قادرة على نقل الإلكترون 5d إلى مكان شاغر في 6s المداري (انظر الشكل). ولهذا السبب يظهر الذهب باللون الأصفر عند إضاءته بالضوء الأبيض. سبب تضييق الفجوة بين المستويين 6s و 5d هو التأثيرات النسبية - في حقل كولوم القوي بالقرب من نواة الذهب، تتحرك الإلكترونات المدارية بسرعات تشكل جزءًا ملحوظًا من سرعة الضوء، وعلى s- من الإلكترونات، التي تقع أقصى كثافة مدارية لها في مركز الذرة، فإن ضغط التأثير النسبي للمدار له تأثير أقوى من تأثير الإلكترونات p- وd- وf، التي تكون كثافتها سحابة إلكترونية بالقرب من النواة تميل إلى الصفر. بالإضافة إلى ذلك، فإن الانكماش النسبي للمدارات s يزيد من درع النواة ويضعف جذب الإلكترونات ذات العزم الزاوي المداري الأعلى إلى النواة (تأثير نسبي غير مباشر). بشكل عام، مستويات 6s تتناقص ومستويات 5d تتزايد.

الخواص الكيميائية

الذهب هو واحد من أكثر المعادن الخاملة، ويقع على يمين جميع المعادن الأخرى في سلسلة الإجهاد. وفي الظروف العادية لا يتفاعل مع الأغلبية ولا يشكل أكاسيد، ولذلك يصنف على أنه معدن نبيل، على عكس المعادن العادية التي تتدمر تحت تأثير و. وفي القرن الرابع عشر، تم اكتشاف قدرة الماء الملكي على إذابة الذهب، مما دحض فكرة أنه خامل كيميائيًا. هناك مركبات ذهبية ذات حالة أكسدة −1 تسمى الأوريدات. على سبيل المثال، CsAu (أوريد السيزيوم)، Na 3 Au (أوريد الصوديوم). من بين الأحماض النقية، يذوب الذهب فقط في حمض السيلينيك المركز عند درجة حرارة 200 درجة مئوية:
2Au + 6H 2 SeO 4 → Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O
يتفاعل حمض الهيدروكلوريك 4 المركز مع الذهب في درجة حرارة الغرفة، مكونًا العديد من أكاسيد الكلور غير المستقرة. المحلول الأصفر من بيركلورات الذهب (III) القابلة للذوبان في الماء.
2Au + 8HClO 4 → Cl 2 + 2Au(ClO 4) 3 + 2O 2 + 4H 2 O
يرجع التفاعل إلى قدرة الأكسدة القوية لـ Cl 2 O 7.
يتفاعل الذهب بسهولة نسبيًا مع الأكسجين والعوامل المؤكسدة الأخرى بمشاركة عوامل معقدة. وهكذا، في المحاليل المائية للسيانيد مع إمكانية الوصول إلى الأكسجين، يذوب الذهب، ويشكل السيانوورات:
4Au + 8CN - + 2H2O + O2 → 4 - + 4OH -
يتم تحويل السيانوورات بسهولة إلى ذهب نقي:
2Na + Zn → Na 2 + 2Au
في حالة التفاعل مع الكلور، فإن إمكانية تكوين المعقد تسهل أيضًا بشكل كبير مسار التفاعل: إذا تفاعل الذهب مع الكلور الجاف عند درجة حرارة ~ 200 درجة مئوية لتكوين كلوريد الذهب (III)، ثم في محلول مائي مركز من الهيدروكلوريك وأحماض النيتريك ("أكوا ريجيا") يذوب الذهب مع تكوين أيون الكلورورات بالفعل في درجة حرارة الغرفة:
2Au + 3Cl 2 + 2Cl - → 2 -
وبالإضافة إلى ذلك، يذوب الذهب في ماء الكلور. يتفاعل الذهب بسهولة مع البروم السائل ومحاليله في الماء والمواد العضوية، مكونًا ثلاثي بروميد AuBr 3 .
يتفاعل الذهب مع الفلور في نطاق درجة حرارة 300-400 درجة مئوية؛ عند درجات الحرارة المنخفضة لا يحدث التفاعل، وعند درجات الحرارة المرتفعة تتحلل فلوريد الذهب. يذوب الذهب أيضًا في الزئبق، مكونًا سبيكة منخفضة الذوبان (ملغم) تحتوي على مركبات بين معادن الذهب والزئبق. مركبات الذهب العضوي معروفة - على سبيل المثال، ثنائي بروميد إيثيل الذهب أو أورثيوجلوكوز.

التأثيرات الفسيولوجية

بعض مركبات الذهب سامة وتتراكم في الكلى والكبد والطحال وتحت المهاد، مما قد يؤدي إلى أمراض عضوية والتهاب الجلد والتهاب الفم ونقص الصفيحات. تستخدم مركبات الذهب العضوي (مستحضرات كريزانول وأورانوفين) في الطب في علاج أمراض المناعة الذاتية، وخاصة التهاب المفاصل الروماتويدي.

أصل

شحنة الذهب رقم 79 تجعله أحد أكبر عدد من عناصر البروتون الموجودة في الطبيعة. وكان من المفترض سابقًا أن الذهب يتكون أثناء التخليق النووي للمستعرات الأعظم، لكن النظرية الجديدة تشير إلى أن الذهب وعناصر أخرى أثقل من الحديد تشكلت نتيجة لتدمير النجوم النيوترونية. أجهزة قياس الطيف عبر الأقمار الصناعية قادرة فقط على اكتشاف الذهب الذي يتشكل بشكل غير مباشر فقط، "ليس لدينا أي دليل طيفي مباشر على أن مثل هذه العناصر تتشكل بالفعل". ووفقا لهذه النظرية، فإنه نتيجة لانفجار نجم نيوتروني، يتم قذف الغبار المحتوي على المعادن (بما في ذلك المعادن الثقيلة، مثل الذهب) إلى الفضاء الخارجي، حيث يتكثف فيه فيما بعد، كما حدث في النظام الشمسي وعلى الأرض . وبما أن الأرض كانت في حالة منصهرة بعد نشأتها مباشرة، فإن كل الذهب الموجود على الأرض اليوم تقريبًا موجود في قلب الأرض. تم إحضار معظم الذهب الموجود في قشرة الأرض ووشاحها اليوم إلى الأرض عن طريق الكويكبات أثناء القصف العنيف المتأخر. على الأرض، تم العثور على الذهب في الخامات في الصخور التي تكونت منذ فترة ما قبل الكمبري.

الجيوكيمياء

محتوى الذهب في القشرة الأرضية منخفض جدًا - 4.3·10 -10% بالوزن (0.5-5 ملجم/طن)، لكن الرواسب والمناطق الغنية بشدة بالمعدن كثيرة جدًا. ويوجد الذهب أيضًا في الماء. يحتوي لتر واحد من مياه البحر والنهر على أقل من 5.10 -9 جرام من Au، وهو ما يعادل تقريبًا 5 كجم من الذهب في كيلومتر مكعب واحد من الماء. توجد رواسب الذهب في الغالب في مناطق تطور الجرانيت، ويرتبط عدد صغير منها بالصخور الأساسية وفوق القاعدية. يشكل الذهب تركيزات صناعية في رواسب ما بعد الصهارة، وخاصة الحرارية المائية. في ظل الظروف الخارجية، يعد الذهب عنصرًا مستقرًا للغاية ويتراكم بسهولة في الغرينيات. ومع ذلك، فإن الذهب تحت المجهر، والذي هو جزء من الكبريتيدات، عند أكسدته، يكتسب القدرة على الهجرة في منطقة الأكسدة. ونتيجة لذلك، يتراكم الذهب أحيانًا في منطقة التخصيب الثانوي للكبريتيد، لكن تركيزاته القصوى ترتبط بالتراكم في منطقة الأكسدة، حيث يرتبط مع هيدروكسيدات الحديد والمنغنيز. تحدث هجرة الذهب في منطقة أكسدة رواسب الكبريتيد على شكل مركبات بروميد ويوديد في شكل أيوني. يسمح بعض العلماء بذوبان ونقل الذهب بكبريتات أكسيد الحديديك أو على شكل معلق. هناك 15 معدنًا معروفًا في الطبيعة تحتوي على الذهب: الذهب الأصلي مع خليط من الفضة والنحاس وما إلى ذلك، والإلكتروم Au و25 - 45% Ag؛ بوربيسيت AuPd. الذهب النحاسي، البزموتوريت (Au، Bi)؛ الذهب الأصلي، الذهب قزحي الألوان، الذهب البلاتيني. ويوجد أيضًا مع الإيريديوم الأوزمي (أوروسميريد).وتمثل المعادن المتبقية تيلورايد الذهب: كالافيريت AuTe 2، كرينيريت AuTe 2، سيلفانيت AuAgTe 4، بيتزيت Ag 3 AuTe 2، موتمانيت (Ag, Au)Te، مونتبريويت Au 2 Te 3، ناجياجيت Pb 5 AuSbTe 3 S 6 . يتميز الذهب بشكله الأصلي. ومن بين أشكاله الأخرى، تجدر الإشارة إلى الإلكتروم، وهو عبارة عن سبيكة من الذهب والفضة، ذات لون أخضر ويمكن تدميرها بسهولة نسبيًا عند نقلها بالماء. في الصخور، عادة ما يكون الذهب مشتتًا على المستوى الذري. في الرواسب غالبًا ما يكون محاطًا بالكبريتيدات والزرنيخيدات. هناك رواسب ثانوية من الذهب - الغرينيات التي يقع فيها نتيجة تدمير رواسب الخام الأولية، والرواسب ذات الخامات المعقدة - حيث يتم استخراج الذهب كمكون مرتبط.

إنتاج

لقد كان الناس ينقبون عن الذهب منذ زمن سحيق. واجهت البشرية الذهب بالفعل في الألفية الخامسة قبل الميلاد. ه. في العصر الحجري الحديث بسبب توزيعه في موطنه الأصلي. وفقا لعلماء الآثار، بدأ التعدين المنهجي في الشرق الأوسط، حيث تم توريد المجوهرات الذهبية، على وجه الخصوص، إلى مصر. وفي مصر، في قبر الملكة زير وإحدى الملكات بو أبي أور في الحضارة السومرية، تم العثور على أول مجوهرات ذهبية يعود تاريخها إلى الألفية الثالثة قبل الميلاد. ه. لم يتم استخراج الذهب في روسيا حتى العصر الإليزابيثي. تم استيرادها من الخارج مقابل سلع وتم تحصيلها على شكل رسوم استيراد. تم أول اكتشاف لاحتياطيات الذهب عام 1732 في مقاطعة أرخانجيلسك، حيث تم اكتشاف منجم للذهب بالقرب من إحدى القرى. بدأ تطويره في عام 1745. عمل المنجم بشكل متقطع حتى عام 1794 وأنتج حوالي 65 كجم فقط من الذهب. تعتبر بداية تعدين الذهب في روسيا هي 21 مايو (1 يونيو) 1745، عندما أعلن إروفي ماركوف، الذي عثر على الذهب في جبال الأورال، عن اكتشافه في مكتب المجلس الرئيسي للمصانع في يكاترينبرج.
أنتجت البشرية عبر التاريخ حوالي 161 ألف طن من الذهب، تبلغ قيمتها السوقية 8-9 تريليون دولار (تقديرات 2011). وتتوزع هذه الاحتياطيات على النحو التالي (تقديرات عام 2003):

• البنوك المركزية الحكومية والمنظمات المالية الدولية - حوالي 30 ألف طن؛
• في المجوهرات - 79 ألف طن؛
• الإلكترونيات ومنتجات طب الأسنان - 17 ألف طن؛
• وفورات الاستثمار - 24 ألف طن.

هناك 37 شركة لتعدين الذهب في روسيا. الشركة الرائدة في مجال تعدين الذهب في روسيا هي شركة Polyus Gold، التي تمثل حوالي 23٪ من السوق. يتم استخراج حوالي 95٪ من الذهب في روسيا في 15 منطقة (منطقة آمور، جمهورية بورياتيا، إقليم ترانس بايكال، منطقة إيركوتسك، إقليم كامتشاتكا، إقليم كراسنويارسك، منطقة ماجادان، جمهورية ساخا (ياقوتيا)، منطقة سفيردلوفسك، جمهورية تيفا ، إقليم خاباروفسك، جمهورية خاكاسيا، منطقة تشيليابينسك، أوكروج تشوكوتكا المتمتعة بالحكم الذاتي). وفي 10 مناطق أخرى، يقل إنتاج الذهب عن طن وهو غير مستقر. يتم استخراج معظم الذهب من الرواسب الأولية، ولكن تم تطوير تعدين الذهب الغريني أيضًا. يتم استخراج أكبر كمية من الذهب في منطقة تشوكوتكا المتمتعة بالحكم الذاتي وإقليم كراسنويارسك ومنطقة أمور.
في روسيا، تلعب الغرينيات دورًا مهمًا بين رواسب الذهب، وتحتل روسيا المرتبة الأولى في العالم في إنتاج الذهب الغريني. يتم استخراج معظمها في 7 مناطق: منطقة آمور، إقليم ترانس بايكال، منطقة إيركوتسك، منطقة ماجادان، جمهورية ساخا (ياكوتيا)، إقليم خاباروفسك، منطقة تشوكوتكا المتمتعة بالحكم الذاتي.
في عام 2011، تم استخراج 2809.5 طن من الذهب في العالم، منها 185.3 طن تم إنتاجها في روسيا (6.6% من الإنتاج العالمي).
في عام 2012، تم استخراج 226 طنًا من الذهب في روسيا، بزيادة 15 طنًا (7٪) عن عام 2011.
في عام 2013، تم استخراج 248.8 طن من الذهب في روسيا، وهو ما يزيد بمقدار 22.8 طن (9٪) عن عام 2012. واحتلت روسيا المركز الثالث من حيث حجم الذهب المستخرج بمؤشر قدره 248.8 طن. وجاءت الصين في المركز الأول حيث بلغ إنتاج الذهب 403 أطنان. واحتلت أستراليا المركز الثاني وأنتجت 268.1 طن من الذهب.
في عام 2014، تم استخراج 272 طنًا من الذهب في روسيا، وهو ما يزيد بمقدار 23.2 طنًا (9٪) عن عام 2013. واحتلت روسيا المركز الثاني من حيث إنتاج الذهب. واحتلت الصين المركز الأول في القائمة، حيث ارتفع حجم إنتاجها من المعدن النفيس على أساس سنوي بنسبة 6% مقارنة بعام 2013 وبلغ 465.7 طن. وتحتل أستراليا المرتبة الثالثة بإنتاج ذهب يبلغ 269.7 طن، وهو أعلى بنسبة 1٪ عن عام 2013.
ارتفع حجم إنتاج الذهب في العالم عام 2014 بنسبة 2% ليصل إلى 3.109 ألف طن من الذهب. وفي الوقت نفسه، ظل العرض العالمي في السوق دون تغيير تقريبًا وبلغ 4.273 ألف طن. وارتفع إنتاج الذهب الأولي بنسبة 2% ليصل إلى 3109 ألف طن، وانخفض إنتاج الذهب الثانوي بنسبة 11.1% ليصل إلى 1122 ألف طن. انخفض الطلب على الذهب في العالم بنسبة 18.7% ليصل إلى 4.041 ألف طن.

إيصال

للحصول على الذهب، يتم استخدام خصائصه الفيزيائية والكيميائية الأساسية: وجوده في الطبيعة في حالته الأصلية، والقدرة على التفاعل مع عدد قليل فقط من المواد (الزئبق والسيانيد). مع تطور التقنيات الحديثة، أصبحت الطرق الكيميائية أكثر شعبية. في عام 1947، أجرى الفيزيائيون الأمريكيون إنجرام وهيس وهايدن تجربة لقياس المقطع العرضي الفعال لامتصاص النيوترونات بواسطة نوى الزئبق. وكأثر جانبي للتجربة، تم الحصول على حوالي 35 ميكروجرامًا من الذهب. وهكذا تحقق حلم الكيميائيين الذي دام قرونًا - تحويل الزئبق إلى ذهب. ومع ذلك، فإن إنتاج الذهب هذا ليس له أهمية اقتصادية، لأنه يكلف عدة مرات أكثر من استخراج الذهب من أفقر الخامات.

طلب

يتم توزيع الذهب المتوفر حاليًا في العالم على النحو التالي: حوالي 10% يوجد في المنتجات الصناعية، والباقي مقسم بالتساوي تقريبًا بين الاحتياطيات المركزية (أساسًا على شكل سبائك قياسية من الذهب النقي كيميائيًا)، والملكية الخاصة على شكل سبائك. والمجوهرات.

محميات

في روسيا

بلغ احتياطي الذهب في احتياطي الدولة الروسية في ديسمبر 2008 495.9 طن (2.2% من جميع دول العالم). بلغت حصة الذهب في إجمالي حجم احتياطيات الذهب والعملات الأجنبية لروسيا في مارس 2006 3.8٪. اعتبارًا من بداية عام 2011، تحتل روسيا المرتبة الثامنة في العالم من حيث حجم الذهب الموجود في احتياطيات الدولة. وفي أغسطس 2013، قامت روسيا بزيادة احتياطياتها من الذهب إلى 1015 طن، وفي عامي 2014 و2016، واصلت روسيا زيادة احتياطياتها من المعدن الثمين، والتي بلغت 1444.5 طن حتى منتصف عام 2016.

نظام العينة

في جميع البلدان، يتم التحكم في كمية الذهب في السبائك من قبل الدولة. في روسيا، يتم قبول خمسة معايير لسبائك المجوهرات الذهبية بشكل عام: الذهب 375، 500، 585، 750، 958.

• 375 عينة.المكونات الرئيسية هي الفضة والنحاس والذهب - 38٪. خاصية سلبية - تتلاشى في الهواء (ويرجع ذلك أساسًا إلى تكوين كبريتيد الفضة Ag 2 S). الذهب 375 له نطاق ألوان من الأصفر إلى الأحمر.
• 500 عينة.المكونات الرئيسية هي الفضة والنحاس والذهب - 50.5٪. الخصائص السلبية - قابلية منخفضة للصب واعتماد اللون على محتوى الفضة.
• 585 عينة.المكونات الرئيسية هي الفضة والنحاس والبلاديوم والنيكل والذهب - 59٪. المعيار مرتفع للغاية، ويرجع ذلك إلى الصفات الإيجابية العديدة للسبائك: الصلابة والقوة والاستقرار في الهواء. تستخدم على نطاق واسع لصنع المجوهرات.
• 750 عينة.المكونات الرئيسية هي الفضة والبلاتين والنحاس والبلاديوم والنيكل والذهب - 75.5٪. الخصائص الإيجابية: القابلية للتلميع والصلابة والقوة وسهولة المعالجة. يتراوح نطاق الألوان من الأخضر إلى الأصفر الفاتح إلى الوردي والأحمر. يستخدم في المجوهرات، وخاصة في أعمال الصغر.
• 958 عينة.يحتوي على ما يصل إلى 96.3% من الذهب الخالص. ونادرا ما تستخدم، حيث أن سبيكة هذه العينة هي مادة ناعمة جدا لا تحمل التلميع وتتميز بلونها غير المشبع.
• 999 عينة.ذهب نقي.