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      金的基本性質

      來源:  發表時間:2015-06-09 09:01:49  點擊次數:

      金(Au)在元素周期表中屬陽族,在這一族中有銅、銀和金,金的化合價為+1和+3。金的原子序數為79,相對原子質量為196.967,原子半徑為0.14mm,密度為19.32g/cm³(20℃),熔點為1064.43℃,沸點為2808℃,莫氏硬度為2.5-3,具有常數為0.407nm的面心立方體結晶晶格。已知金有質子數為183-201的同位素,但只有同位素Au197最穩定。

      金的克拉克值為0.004xl0-4%,相當于同族元素銀的1/20,飼的1/15750;與相鄰元素相比,相當于鉑的1/14,汞的1/25。表明在責金屬元素中金的地殼豐度最低。這一方面是由于金的原子序數大,其原子核內部核電荷較多,造成原子核不穩定;另一方面由于金屬于奇數原子,即核外電子數為奇數(79),與偶數原子(Pt78、Hg80)相比,其相對穩定性較差,從而造成金在地殼中的分布量很少。此外,由于金具有較強的親鐵性,放大部分進入地核(Fe-Ni核心)中,也是造成金在地殼中分布貧乏的重要原因。

      金的電負性、電離勢和氧化還原電位均很高,從而決定了金屬于惰性元素,在自然界中主要呈自然入素狀態存在。

      一、金的物理性質

      純金為瑰麗的金黃色,但顏色隨雜質的含量而改變,如金中加入銀、鉑時顏色變淺,加入銅時顏色變深。金破碎成粉末或碾成全箔時,其顏色可是青紫色、紅色、紫色乃至深褐色至黑色。

      金的純度可用試金石鑒定,稱為“條痕比色”。所謂“七青、八黃、九紫、十赤”,意思是條痕呈青色,金含量為70%;呈黃色,金含量為80%;呈紫色,金含量為90%;呈紅色,則為純金。

      金具有較好的延展件。現決的技術可把黃金腸成0.00001mm厚的薄膜;把黃金拉成細絲,1g黃金可拉成長3.5km、直徑為0.0043mm的細絲。但肖金中含有Pb、Bi、Te、Cd、Sb、As、Sn等雜質時,力學件能明顯下降;如含0.01%Pb時,性變脆;含0.05%Bi時,甚至可用于搓碎。

      金的導電性僅次于銀和鋼,為銀導電率的76.7%,居第三位。金的電阻率在0℃時為2.065×10-6Ω·cm,20℃時為2.25x10-6Ω·cm,25℃時為2.42x10-6Ω·cm,溫度愈高,系數愈大。

      金的導熱件儀次于銀,熱導率為銀的74%。在0℃時,金的熱導率為3.096W/(cm·℃)。

      金的密度隨溫度略有變化,常溫時為19.32g/cm³,處于熔點的固態密度為18.47g/cm³,液體密度為17.36g/cm³。

      金的揮發性極小。在1000-1300℃之間熔煉時,金的揮發損失為0.01%-0.25%。金的揮發損失與爐料中揮發性雜質含量和周圍氣氛有關。如熔煉合金中銻或汞合雖達5%時,金的揮發損失可達0.2%;在煤氣中蒸發金的損失量為空氣中的6倍;在一氧化碳中的損失量為空氣中的2倍。熔煉時金的揮發損失是由金的強吸氣件而引起的。

      二、金的化學性質

      金的化學件質非常穩定。在蜜氣中,在有水分存在的情況下,金均不發生變化;甚至在高溫條件下,金也不與氫、氧、氮、硫、碳起作用。金可與鹵素化合,在高溫下即可與溴反應;加熱時,眾可與氟、氯和碘化合。在常溫下,金不與堿起作用,也不與單獨的無機酸(如硝酸、鹽酸、硫酸、氫氟酸)和有機酸起作用,但金可溶于混合酸,如硝酸和鹽酸的混合酸、硫酸和硝酸的混合酸等。

      在有強氧化劑存在時,金能溶于某些無機酸,如當有高碘酸(H2I06)、硝酸、二氧化錳存在時,金溶于濃硫酸,并可溶干熱的無水硒酸(H2SeO4)中。

      金易溶于于水、氯飽和鹽酸。在有氧的情況下,金溶于堿金屬或堿土金屬的氰化物溶液中。此外,金還溶于堿金屬硫化物、酸性硫腮、硫代硫酸鹽、多硫化銨溶液,以及堿金屬氯化物或溴化物存在下的鉻酸、硒酸、磅酸與硫酸的混合酸及任何能產生新生氯的混合溶液中。

      堿對金無明顯的腐蝕作用。

      在一定條件下,金可生成多種九機化合物和有機化合物,如金的硫化物化物、鹵化物、硫氰化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氨化物、烷基金和芳基金等。

      金在化古物中常呈一價或二價狀態存在。金的化古物很不穩定,在加熱時容易分解,某些化合物在光照下也會分解。

      金的化合物易被還原,凡具有比金更負電性的金屬(如Mg、Zn、Fe、Al等)、某些有機酸(如甲酸、草酸、聯氨等)、某些氣體(如氫、一氧化碳、二氧化琉等)都可作還原劑將其還原成金屬。

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