蚜繭蜂科

[拼音]:jin

[英文]:gold

一種化學元素。化學符號Au,原子序數79,原子量196.96654,屬週期系IB族。

發現

金在古代已被發現。埃及於公元前3000年已採集黃金,製作飾物。化學符號來源於拉丁文aurum,原意是“光輝的黎明”。中國古代用金與銀的合金做裝飾品,安陽殷墟出土的商代金箔薄到0.01毫米,金相考察證明在加工過程中曾經退火。

存在

金在地球上分佈很廣,通常含量太低,無開採價值。金在自然界中以遊離金和碲化物礦形式存在。遊離金存在於石英砂金中。碲化物礦有碲金礦 AuTe2、針碲金銀礦AuAgTe和碲金銀礦(Au,Ag)2Te。黃鐵礦、黃銅礦中也有少量金存在。海水中的金濃度很小,每噸約含10微克。金在自然界只有一個穩定同位素金197。

物理性質

金為深黃色有光澤的貴金屬;其熔點為1064.43℃,沸點3080℃,密度18.88克/釐米3(20℃);晶體結構為面心立方。金是熱和電的良導體,延性和展性特別好,很容易被打成厚0.00001毫米的半透明金箔(見彩圖)

和拉成線密度只有 0.5毫克/米的金絲。在裝飾品中金的品質以K(即開)表示,純金為24K,將24乘以含金百分數即為飾品金質的K值,例如含75%金的飾品為18K。金能與大多數金屬形成合金,最重要的是與銀、銅形成的合金。金易溶於汞而形成汞齊。

化學性質

金的電子構型為(Xe)4f145d106s1,氧化態有+1、+3。金是極不活潑的金屬之一,在任何溫度下都不會被空氣或氧氧化,也不會被硫侵蝕。金與強鹼和所有純酸(如硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸或砷酸)都不起作用,只有王水能溶解金:

Au+4HCl+HNO3─→HAuCl4+NO+2H2O

將氧氣通入氰化鉀溶液也能溶解金:

4Au+8CN-+O2+2H2O─→4[Au(CN)2]-+4OH-

金與乾燥氯氣一般不起作用,但與氯水反應:

如無過量Cl-離子存在,則形成[AuCl3O]2-離子:

2Au+3Cl2+2H2O─→2[AuCl3O]2-+4H+

金能形成溶膠,根據金顆粒大小的不同,顯示不同顏色,可以是紅色、藍色或紫色。用草酸、甲醛、葡萄糖作還原劑可使Au(Ⅲ)化合物還原成金溶膠。金位於電化序的末尾,在溶液中幾乎能被所有金屬置換,除非形成金的穩定配位化合物。金在化合物中以+3氧化態為最穩定,Au+離子容易歧化為Au3+和Au。Au+離子在水溶液中不能存在,而只能以配合物形式存在,如[Au(CN)2]-等。最常見的+3氧化態金的化合物是四氯金酸HAuCl4·4H2O和四氯金酸鈉NaAuCl4·2H2O,它們都易溶於水,還能溶於乙醚或乙酸乙酯等有機溶劑中。氯化金AuCl3是紅色晶體,固態和氣態時為二聚體,溶於鹽酸中生成HAuCl4,溶於水中生成H[AuCl3OH]。金的化合物均易受熱分解。

製法

金主要以遊離態存在。最古老的提取方法是漂洗法,常稱“沙裡淘金”。金還可用氰化物法提取,用0.2%氰化鈉溶液在空氣存在下使金形成配合物而溶解:

4Au+8NaCN+O2+2H2O─→4NaAu(CN)2+4NaOH

再用鋅還原成金:

金的精煉是用AuCl3的鹽酸溶液進行電解,純度可以達到99.95%~99.98%。存在於銅礦中的金, 在銅電解精煉時留在陽極泥中,經過化學法或電解法精煉可製得純金。

應用

金的最大用途是黃金儲備、裝飾品和貨幣,佔生產總量的75%。此外,在二極體和電晶體中可作引線的接觸點和抑制器。利用金對輻射能的性質,已研製出紅外加熱器的能量反射器。金還可用以調節熱量,鍍金的窗玻璃可減少夏天熱量的進入和冬天熱量的損失。

毒性

金鹽無毒,但若金中混有少量放射性雜質,沾在面板上會引起皮炎或皮疹。

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