2.5. Золото

Золото – химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196.967; тяжелый металл желтого цвета. Состоит из одного устойчивого изотопа ¹⁹⁷Аu. Золото – химически очень устойчивый металл. Слой золота толщиной всего в несколько микрометров, нанесенный на поверхность легко окисляющихся металлов и затем спеченный в водороде, становится практически непроницаемым для кислорода при высоких температурах.

Т а б л и ц а 2.6

Эксплуатационные свойства золота

Параметр	Au (Aurum)
Атомный номер	79
Атомная масса	196.967
Валентные электроны	4f145d106s1
Плотность, кг/м³	19300
Температура плавления, °С	1063
Температура кипения, °С	2970
Теплоемкость, кДж/(кг·°С)	0.13
Электроотрицательность	2.4
Металлический радиус атома, Å	1.44
1-й ионизац. потенциал, эВ	9.22
Работа выхода, эВ	4.58

Физические свойства. Золото – мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть прокован в листки толщиной до 8·10^–5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химического воздействий. Кристаллическая решетка золота гранецентрированная кубическая, а = 4.704 Å. Термический коэффициент линейного расширения 14.2·10^–6 (0…100 °С); удельная теплопроводность 311.48 вт/(м·K) [0.744 кал/(см·сек·°С)]; удельная теплоемкость при 0°…100 °С – 132.3 дж/(кг·К) [0.0316 кал/(г·°С)]; удельное электросопротивление 2.25·10^–8Ом·м при 20 °С); температурный коэффициент электросопротивления 0.00396 (0…100 °С). Модуль упругости 79·10³ Мн/м², для отожженного золота предел прочности при растяжении 100…140 Мн/м², относительное удлинение 30…50 % , сужение площади поперечного сечения 90 %. После пластической деформации на холоду предел прочности повышается до 270…340 Мн/м². Твердость по Бринеллю для золота отожженного около 400 °С составляет 180 Мн/м².

Химические свойства. Конфигурация внешних электронов атома золота 5d¹⁰6s¹. В соединениях золото имеет валентности 1 и 3 (известны комплексные соединения, в которых золото двухвалентно). С неметаллами (кроме галогенов) золото не взаимодействует. С галогенами золото образует галогениды, например 2Аu + ЗCl₂ = 2АuCl₃. В смеси соляной и азотной кислот золото растворяется, образуя золотохлористоводородную кислоту Н[АuСl₄]. В растворах цианида натрия NaCN (или калия KCN) при одновременном доступе кислорода золото превращается в цианозурат (I) натрия 2Na[Au(CN)₂]. Для золота характерна легкая восстановимость его из соединений до металла и способность к комплексообразованию.

Применение. В технике золото применяют в виде сплавов с других металлами, что повышает прочность и твердость. В сплаве с платиной золото используется в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплаве с платиной и серебром – в электротехнике. В вакуумной технике золото применяется главным образом при производстве электронных приборов: для герметичной пайки деталей, внешние металлические детали керамических электронных ламп СВЧ. В приемно-усилительных и генераторных лампах с оксидным катодом для борьбы с термоэлектронной эмиссией сеточных электродов используется образование золота с щелочноземельными металлами: напыляемый с катода барий диффундирует в покрытие с образованием, например Au₃Ba₂. В этом случае заметных признаков термоэмиссии не наблюдается до температуры 880 °С.