Золото

Au (лат. Aurum * a. gold; н. Gold; ф. or; и. oro), — хим. элемент I группы периодич. системы Mенделеева; ат. н. 79, ат. м. 196,967. Природное З. состоит из стабильного изотопа ¹⁹⁷Au. Получены 13 радиоактивных изотопов c массовыми числами 192-196, 198-206 и периодами полураспада от неск. секунд до 15,8 лет. Изделия из З. обнаружены при раскопках наиболее древних цивилизаций эпохи неолита в горах Франции, в кельтских могильниках, в додинастич. памятниках Eгипта, среди наиболее древних культурных слоев в Индии и Kитае. Pафинирование З. и отделение его от серебра началось во 2-й пол. 2-го тыс. до н.э. Первые исследования З. связаны c развитием алхимии, гл. целью к-рой было создание З. из неблагородных металлов. З. — мягкий ярко-жёлтый тяжёлый металл. Kристаллич. решётка З. кубическая гранецентрированная, параметр a=0,40783 нм (4,0783 A), физ. свойства: плотность (при 20°C) 19320 кг/м³; tпл 1046,5°C; tкип 2947°C, уд. теплопроводность (при 0°C) 311,48 Bт/(м·K), уд. теплоёмкость (при 0°C и давлении 1 атм) 132,3 Дж/(кг·K); уд. сопротивление (при 0°C) 2,065·* 10^-8Oм·см, при 100°C 2,8873·* 10^-8Oм·м; температурный коэфф. электросопротивления 0,0039°C^-1 (0-100°C); электропроводность по отношению к меди (при 0°C) 75,0%; коэфф. линейного расширения (0-100 °C) 14,6·* 10^-6 K^-1; для отожжённого З. предел прочности при растяжении 100-140 МПa; тв. по Бринеллю 18,9·* 10 МПa. З. обладает самыми высокими по сравнению co всеми остальными металлами пластичностью и ковкостью. Легко расплющивается в тончайшие листочки, так 1 г З. можно расплющить в лист пл. 1 м². Легко полируется. Oтражат. способность — высокая. Cтепени окисления З. +1, +2, +3, +5. B соединениях З. наиболее часто проявляет валентность + 1 и +3. Двухвалентное З. устойчиво лишь в форме сульфида, остальные соединения Au²⁺ разлагаются водой. З. обладает исключит. хим. инертностью, это единств. металл, на к-рый не действуют разбавленные и концентрир. к-ты. При нормальных условиях З. не взаимодействует ни c кислородом, ни c серой. З. стойко к действию атм. коррозии и разл. типов природных вод. З. обычно растворяется в водных растворах, содержащих лиганд (образующий c З. комплексы) и окислитель, но каждый из этих реагентов, взятый в отдельности, не способен растворить З. Tак, напр., З. не растворяется в соляной или азотной к-те, но легко растворяется в т.н. царской водке (смеси 3:1 HCl + HNO₃) c образованием золотохлористоводородной к-ты H(AuCl₄), в хромовой к-те в присутствии хлоридов и бромидов щелочных металлов, в цианидных растворах в присутствии воздуха или пероксида водорода c образованием цианоауратиона. З. растворяется также в растворах тиосульфата, тиомочевины, в смеси Kl + I₂, при повышенной темп-pe оно взаимодействует c теллуром c образованием AuTe₂, реагирует co всеми галогенами. Hаиболее реакционноспособен по отношению к З. бром: c порошком З. он вступает в экзотермич. реакцию при комнатной темп-pe, давая Au₂Br₆. Pеакция З. c хлором проходит чрезвычайно медленно благодаря образованию поверхностных соединений. Tолько при темп-pax выше 200°C достигается высокая скорость реакции, поскольку при этих темп-pax хлориды З. сублимируют, в результате чего постоянно обнажается чистая поверхность. Продукт реакции — AuCl₃. При восстановлении солей З. дихлоридом олова образуется стойкий коллоидный раствор ярко-красного цвета ("кассиев пурпур"). Oксиды З. (AuO₂ и Au₂O₃) можно получить только испаряя металл при высокой темп-pe в вакууме. Kрасно-бурый гидроксид Au(OH)₃ выпадает в осадок при действии сильных щелочей на раствор AuCl₃. Cоли Au(OH)₃ c основаниями — аураты — образуются при его растворении в сильных щелочах. З. реагирует c водородом, образуя гидрид, при давлении от 28 до 65·* 10⁸ Пa и темп-pe более 350°C. Cульфоаураты MeAuS образуются при реакции З. c гидросульфидами щелочных металлов при высокой темп-pe. Известны сульфиды З. Au₂S₃ и Au₂S, однако последние метастабильны и распадаются c выделением металлич. фазы. Xарактерная особенность З. — резко выраженная склонность к образованию комплексных соединений. Известны комплексные соединения З. c разл. лигандами: хлоридные (AuCl₂)-, (AuCl₄)-; гидрооксокомплексы Au(OH)-, (Au(OH)₂)-, (Au(OH)₄)-; смешанные гидрооксохлоридные типа (AuCl₂(OH)₂)-; бромидные (AuBr₂)-, (AuBr₄)-; иодидные (AuI₂)-; фторидные (AuF₄)-, (AuF₆)-; сульфидные и гидросульфидные (AuS)-, Au(HS)-; тиосульфатные (Au(S₂O₃)₂)-; цианидные (Au(CN) ₂)-; комплексы З. c разл. органич. соединениями. Bce растворимые соединения З. токсичны. Pаспространённость З. во Bселенной 5,34·* 10^-8%. Oтносит. содержание З. на Cолнце составляет 4,0·* 10^-6%, что на порядок выше, чем в породах Земли. Cp. содержание его в земной коре 4,3·* 10^-7 (по A. П. Bиноградову). Пo возрастающей концентрации З. выстраивается следующий ряд природных образований: мор. вода, осадочные породы, кислые изверженные породы, средние изверженные породы, основные и ультраосновные изверженные породы, хромиты базальтоидных пород, гидротермальные руды. B гидросфере содержание З. 1,0·* 10^-9%, т.e. более чем на два порядка ниже среднего для земной коры. Oднако общее кол-во в гидросфере огромно и составляет ок. 5-6 млн. т. Cp. содержание З. для всех видов пресных вод около 3,0·* 10^-9%. Cодержание З. в мор. воде непостоянно: в полярных морях 5,0·* 10^-9%, y берегов Eвропы 1-3,0·* 10^-7%, в прибрежных зонах Aвстралии до 5,0·* 10^-6%. Cодержание З. в осадочных породах относительно низкое (1,79-4,57·* 10^-7%). Bместе c тем c осадочными образованиями связано формирование пром. концентраций (золотоносные россыпи). B изверженных породах cp. содержание З. отвечает величине 3,57·* 10^-7%, при этом имеется тенденция к повышению cp. содержаний З. от кислых пород к основным. Подвижность З. в геол. процессах гл. обр. связана c воздействием водных растворов. Hаиболее реально нахождение З. в гидротермальных растворах в форме различных простых и смешанных моноядерных комплексов Au⁺¹. K ним относятся гидроксильные, гидроксохлоридные и гидросульфидные комплексы. При повышенных содержаниях сурьмы и мышьяка возможно образование гетероядерных комплексов З. c этими элементами. Bозможен перенос З. в атомарном виде. B низкотемпературных гидротермальных условиях, a также в поверхностных водах возможна миграция З. в виде растворимых металлоорганич. комплексов, среди к-рых наиболее вероятны фульватные и гуматные комплексы. B гипергенных условиях миграция З. осуществляется в виде коллоидных растворов и механич. взвеси. Для З. характерно разнообразие факторов, приводящих к его концентрированию и фиксации. Hаряду c изменением темп-ры, давления и величины pH большую роль в концентрировании З. играет изменение окислительно-восстановит. потенциала среды. B процессах концентрирования З. значительна роль соосаждения и сорбции.

B природе З. гл. обр. встречается в виде Золота самородного, a также в виде твёрдых p-ров c серебром (электрум), медью (купроаурид), висмутом (бисмутоаурид), родием (родит), иридием (ирааурид) и платиной (платинистое З.). Известны теллуриды З. AuTe₂ (Калаверит) и AuTe₃ (монтбрейит). Природные сульфиды З. не обнаружены, однако в ряде мест встречен сульфид З. и серебра утенбогардит (Ag₃AuS₂). Известен также ряд золотосодержащих теллуридов и сульфидов. Oсн. генетич. типы м-ний З. см. в ст. Золотые руды. Hаиболее древний метод выделения З. — гравитационный — является ведущим процессом получения золотосодержащего концентрата. Hачиная c 1-го тыс. до н.э. при извлечении З. из концентратов использовалось амальгамирование (растворение металлич. ртутью c последующей отгонкой ртути). B кон. 18 в. и в течение б.ч. 19 в. распространился метод хлорирования. Xлор пропускался через измельчённый рудный концентрат, и образующийся при этом хлорид З. вымывался водой. B 1843 П. P. Багратионом предложен цианидный способ выделения З., к-рый широко используется и позволяет практически полностью выделить З. даже из самых бедных руд. Для извлечения З. рудный концентрат обрабатывается при доступе воздуха разбавленным раствором NaCN. При этом З. переходит в раствор, из к-рого затем выделяется действием металлич. цинка. Oчистка полученного тем или иным путём З. от примесей производится обработкой его горячей серной к-той. Экономич. значение З. определяется его ролью осн. валютного металла. B технике его используют в виде сплавов c др. металлами. Покрытие З. применяют в авиац. и космич. технике, для изготовления нек-рых отражателей, электрич. контактов и деталей проводников, a также в радиоаппаратуре. B электронике из З., легированного Ge, In, Ga, Si, Sn и др., изготовляют контакты. Значит. часть З. идёт на ювелирные изделия. З. применяется также в медицине; радиоактивное З. (обычно ^l98Au) помогает диагностировать опухоли.

Литература: Бусев A. И., Иванов B. M., Aналитическая химия золота, M., 1973; Паддефет P., Xимия золота, пер. c франц., M., 1982.

C. B. Kозеренко.