Золото
ЗОЛОТО (латинский Aurum), Au, химический элемент I группы короткой формы (11-й группы длинной формы) периодической системы, относится к благородным металлам; атомный номер 79, атомная масса 196,96655. В природе существует один стабильный изотоп 197Au; искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 171-205. Золото относится к рассеянным элементам. Содержание золота в земной коре 4,3·10-7% по массе, в морской воде 5·10-6 мг/дм3. В природе золото находится в основном в свободном состоянии в виде твёрдых растворов с серебром, а также медью, висмутом, родием, иридием, платиной (смотри Золото самородное); очень редко образует химические соединения, главным образом теллуриды - минералы калаверит AuTe2, креннерит (Au,Аg)Te2, сильванит AuAgTe4, петцит Ag3AuTe2. В самородном виде золото встречается в виде вкраплений в кварце и других минералах, является примесью в полиметаллических рудах (смотри Золотые руды).
Свойства. Конфигурация внешних электронных оболочек атома золота 4f145d106s1; в соединениях обычно проявляет степени окисления +1 и +3, редко +2 и +5; энергии ионизации Au0 → Au+ → Au2+ → Au3+соответственно равны 9,22, 20,52, 30,47 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,54; атомный радиус 135 пм, радиус ионов Аu+ 151 пм (координационное число 6), Аu3+ 99 пм (координационное число 6). Золото - жёлтый мягкий ковкий и пластичный металл; кристаллическая решётка гранецентрированная кубическая; tпл 1064,18 °С, tKИП 2856 °С; плотность 19 300 кг/м3; при 273 К теплопроводность 310 Вт/(м·К), удельное электрическое сопротивление 2,06·10-8 Ом·м; диамагнетик; твёрдость по Бринеллю 220-250 МПа; модуль упругости 81 ГПа. Золото может быть прокатано в фольгу толщиной до 0,1 мкм.
Реклама
Золото устойчиво на воздухе и в воде; с О2,Н2, N2, Р, Sb и С непосредственно не взаимодействует. Золото нерастворимо в щелочах и большинстве кислот, растворяется в горячей селеновой кислоте Н2SeO4, смесях серной кислоты Н2SO4 с азотной HNО3 или марганцовой НМnО4. В основном золото переводят в раствор путём обработки царской водкой; Au + HNO3 + 4НСl = Н[AuCl4] +NO + 2Н2О; после осторожного упаривания из раствора выделяются жёлтые кристаллы золото-хлористоводородной кислоты HAuCl4·3Н2О. В водных растворах цианидов К и Na при доступе О2 или других окислителей золото растворяется с образованием дицианоаурат-иона: 4Au + 8CN- + 2Н2О + О2 = 4[Au(CN)2]- + 4ОН-; эта реакция лежит в основе важнейшего промышленного способа извлечения золота из золотоносных руд путём селективного выщелачивания - цианирования. С галогенами при отсутствии влаги золото без нагревания не взаимодействует, при нагревании в зависимости от условий проведения реакции образуются моногалогениды (например, хлорид AuCl) или тригалогениды (например, трибромид AuBr3). Со многими металлами золото образует сплавы; один из старейших методов извлечения золота из горных пород Самальгамация) основан на образовании амальгамы золота. Соединения золота легко восстанавливаются до металла. Для золота характерна способность к комплексообразованию, образованию твёрдых растворов и металлических соединений со многими более электроотрицательными элементами.
Получение. Промышленные источники золота - золотоносные руды и кварцевые пески собственно золотых россыпных, коренных месторождений (содержание золота 5-15 г/т), а также промежуточные продукты (содержание золота 0,5-3 г/т) свинцово-цинкового, медного, уранового и других производств. Из россыпей золото извлекают методом гравитационного обогащения в водном потоке, используя ловушки, отсадочные машины, концентрационные столы, шлюзы, различные промывочные приборы. Со дна рек и озёр золотоносные пески добывают и обогащают на драгах. При извлечении золота из коренных руд используют комбинированные схемы, включающие обогатительные (гравитация, флотация) и металлургические (в основном ионообменная сорбция из пульп, цианирование) операции. При использовании цианирования измельчённую руду или концентрат обрабатывают раствором NaCN; из растворов золото осаждают порошком Zn при перемешивании, выделяют с помощью ионообменных смол или активированных углей. Конечные продукты - гравитационный концентрат (так называемая золотая головка) и черновое золото. Очищают золото растворением в царской водке с последующим избирательным осаждением (например, с помощью FeSO4), хлорированием в расплаве или растворе (хлоринация) и электролитическим рафинированием в солянокислом растворе.
Мировая добыча золота в 2005 году составила 2,45 тысяч тонн.
Применение. Золото и его сплавы используют для декоративных целей, изготовления ювелирных изделий, часов, монет, медалей, зубных протезов (содержание золота в таких сплавах характеризуется пробой; смотри в статье Ювелирные сплавы), в технике - для изготовления деталей химической аппаратуры, электрических контактов и проводов, изделий микроэлектроники, окрашивания стёкол, нанесения покрытий на металлические поверхности (в самолётостроении, космической технике и др.), в производстве припоев, катализаторов и др.; смотри также Золочение. Радиоактивный изотоп 198Au (Т1/2 2,694 суток) используют для лечения опухолей в лучевой терапии. Золото - валютный металл (всеобщий эквивалент денег); смотри также Золотовалютные резервы.
Лит.: Бусев А. И., Иванов В. М. Аналитическая химия золота. М., 1973; Малышев В. М., Румянцев Д. В. Золото. М., 1979; Паддефет Р. Химия золота. М., 1982; Благородные металлы. Справочник / Под редакцией Е. М. Савицкого. М., 1984; Марфунин А. С. История золота. М., 1987.
Ю. М. Киселёв.
Историческая справка. Древнейшие (5-е тысячелетия до нашей эры) изделия из золота - обрывки фольги и проволоки - найдены в Южной Месопотамии (Убейд). Массовое производство украшений, знаков власти и др. началось в 5-м - начале 4-го тысячелетия в культурах, входивших в Балкано-Карпатскую металлургическую провинцию, вместе с масштабным производством медных изделий (Варненский могильник, Караново VI, Гумельница). Сотни литых (со вставками из лазурита и др.) вещей из золота известны с раннего бронзового века по памятникам, связанным с Циркумпонтийской металлургической провинцией (Гавра, Древний Египет, майкопская культура); в погребении Нахаль-Кана (пустыня Негев, Израиль) найдены 8 кольцевидных слитков золота стандартизированного размера и веса.
Золотые украшения из Варненского могильника. 5-е тысячелетие до нашей эры. Народный музей Варны.
Со 2-й трети 3-го тысячелетия изделия из золота (в том числе профессиональных ювелиров, с использованием пайки, зерни, филиграни; сосуды, заготовки, слитки и др.) в государствах Ближнего Востока исчисляются тысячами, их значительно больше, чем бронзовых (могилы Древнего царства в Египте, Царский некрополь в Уре, Гиссар III, погребения в Аладжа-Хююке, клады из Трои II и др.).
В позднем бронзовом веке (2-е - начало 1-го тысячелетия до нашей эры) золото получило широкое распространение в других культурах Евразии. В Европе основные находки золотых украшений, чаш, высоких конических головных уборов («шляп»), слитков и др. сосредоточены в вотивных кладах (Эберсвальде и др.). В степных срубной культуре и андроновской культуре была распространена плакировка бронзовых изделий золотой фольгой.
В Америке из золота (со 2-го тысячелетия до нашей эры) создавались только изделия статусного и религиозного характера: маски, пластины, скипетры, фигуры фантастических животных и др.
В доколониальной Тропической Африке золото было важнейшим экспортным товаром. Его добывали промыванием золотоносного песка в ямах (глубиной до 3 м) или в шахтах (глубиной до 30 м). Добычей занимались большесемейные группы.
Караванными путями золото доставлялось из Западного и Центрального Судана через Сахару и внутреннюю Восточную Африку к суахилийским портам Индийского океана.
Золото имело наибольшую дарообменную ценность (смотри в статье Дарообмен) и в дальнейшем стало одним из наиболее распространённых материалов для изготовления денег. В Африке денежным эквивалентом был золотой песок (смотри в статье Деньги примитивные), в который превращались также золотые слитки. Для его взвешивания была создана особая система весовых единиц, обозначавшихся значками на специальных бронзовых гирьках (особенно у ашанти). Первые монеты из золота появились в 7 веке до нашей эры в Лидии, но в широкое обращение впервые поступили в государстве Ахеменидов (дарик).
В древности добывалось в основном широко распространённое аллювиальное золото. До сих пор золотоносными являются реки Джейхан и Сейхан в Юго-Восточной Анатолии, многие реки Урала и Сибири. Добыча золота из кварцитовых жил была особенно масштабной в пустыне между Нилом и Красным морем, на Иберийском полуострове, в Альпах. Шумерские тексты 3-го тысячелетия до нашей эры упоминают в качестве поставщиков золота страну Мелухха у южной части Персидского залива и горную страну Аратта, которую многие исследователи помещают на территории Ирана. В Библии упоминается золотоносная река Фисон, текущая из рая (Быт. 2:11,12), золотоносные страны Офир, Парваим, Сава, Раема, Уфаз.
Роль золота в других культурах как универсального символа света, огня, совершенства, мудрости и мистического знания, священного достоинства, власти отражена в мифах о золотых предметах, которые должен добыть герой ценой тяжёлых испытаний (золотых яблоках, золотом руне, Жар-Птице и др.), или кладе, охраняемом чудовищем (цикл Нибелунгов и т.п.). Позднее с этими представлениями связан поиск Эльдорадо испанскими конкистадорами в Новом Свете и др.
Лит.: Марфунин А. С. История золота. М., 1987; Черных Е. Н. Древнейшее золото в циркумпонтийском ареале (V-III тысячелетия до нашей эры) // Материалы конференции «Археология и социальный прогресс». М., 1991. Вып. 2; он же. Пути и модели развития археометаллургии (Старый и Новый Свет) // Российская археология. 2005. № 4; Moorey Р. R. S. Ancient Mesopotamian materials and industries. The archaeological evidence. Oxf., 1994.
Л. И. Авилова, С. В. Кузьминых, В. А. Попов.