Физические свойства золота

 Золото, вечный символ удачи, процветания и богатства, было желанным для людей на протяжении веков. Будучи одним из самых востребованных драгоценных металлов в мире, его универсальность и отличительные характеристики позволяют использовать его по-разному .

Золото является лишь 58- м самым редким элементом на Земле, так какие же физические свойства помогают сделать золото таким уникальным и привлекательным для инвестиций?

Основные характеристики золота

Это сама суть золота, которая отличает его от других элементов. Он обладает набором фундаментальных характеристик, которые позволяют ему превосходить любой другой металл в ряде важных применений.

Что такое золото?

Золото — химический элемент, известный своим блестящим желтым цветом и ценными свойствами. Его атомная структура и присущие ему качества способствуют его непреходящей привлекательности и практическому применению в различных отраслях.

Атомный номер золота

Атомный номер золота , равный 79, означает количество протонов, находящихся в ядре каждого атома золота. Этот характерный атрибут отличает золото от других элементов, что способствует его уникальным свойствам и широкому применению.

Золото как благородный металл

Как благородный металл , золото демонстрирует замечательную устойчивость к коррозии и окислению. Эта присущая ему стабильность делает его очень востребованным для использования в ювелирных изделиях, электронике и различных промышленных применениях, где прочность и долговечность имеют важное значение.

Химический символ золота и его место в таблице Менделеева

Золото представлено химическим символом «Au», происходящим от латинского слова «aurum», что означает «сияющий рассвет». Золото, входящее в группу переходных металлов таблицы Менделеева, выделяется уникальным сочетанием физических и химических свойств.

Точка плавления чистого золота

Чистое золото в своей элементарной форме имеет четкую температуру плавления , что подчеркивает его стабильность при нагревании. Температура плавления чистого золота составляет примерно 1064 градуса Цельсия (1947 градусов по Фаренгейту). Эта температура отмечает точку, в которой твердое золото переходит в жидкое состояние.

Использование температуры плавления золота различной чистоты имеет важное значение в различных промышленных процессах, включая изготовление ювелирных изделий, металлургию и производство электроники. Это позволяет мастерам и инженерам манипулировать физической формой золота, придавая ему желаемую форму или включая его в сплавы с другими металлами.

Более того, относительно высокая температура плавления золота способствует его непреходящей ценности и долговечности. Он выдерживает суровые условия высокотемпературной среды, гарантируя, что изделия на основе золота сохранят свою структурную целостность и эстетическую привлекательность с течением времени.

Золото магнитное?

Золото не является магнитным в традиционном смысле этого слова, что полезно при определении того, является ли та монета, которую вы нашли на чердаке, действительно золотой . Он классифицируется как диамагнитный материал, то есть генерирует слабое магнитное поле при воздействии внешнего магнитного поля.

В отличие от ферромагнитных материалов, таких как железо или никель, которые обладают сильными магнитными свойствами, золото не сохраняет магнетизм после устранения внешнего магнитного поля. Это неотъемлемое отсутствие магнетизма делает золото непригодным для применений, где желательны магнитные свойства, например, в магнитных носителях информации или аппаратах магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Сплав золота для адаптации свойств к потребностям

В большинстве случаев чистое золото смешивается с другими металлами, образуя сплав , позволяющий тщательно настроить присущие ему свойства. Это адаптирует его характеристики для оптимальной работы в соответствии с конкретными требованиями, что еще больше повышает адаптируемость золота и его использование в различных приложениях. Важно понимать, что снижение чистоты золота, измеряемой в каратах , влияет на такие элементы, как его плавление, плотность и ковкость.

Мотивация легирования золота может заключаться в следующем:

• Повышение долговечности : сплавление золота с другими металлами, такими как медь или серебро, повышает его устойчивость к износу и деформации, обеспечивая долговечность в ювелирном и промышленном применении.
• Изменение цвета : смешивание золота с различными металлами дает широкий спектр цветов, позволяющий персонализировать изделие в соответствии с эстетическими предпочтениями и тенденциями дизайна.
• Повышение прочности : добавление более прочных металлов в золотые сплавы повышает механическую прочность, что делает их пригодными для сложных условий в аэрокосмической и электронной промышленности.
• Контроль затрат . Сплавление золота с менее дорогими металлами помогает управлять производственными затратами без ущерба для качества, делая золотые сплавы более доступными.
• Улучшение технологичности : легирование повышает ковкость и пластичность золота, облегчая придание формы и создание сложных конструкций в процессе изготовления.

Внешний вид золота

На самом внутреннем уровне именно внешний вид золота делает его таким привлекательным. Людей всегда очаровывал его блеск, который способствовал его ассоциации с ценностью и украшением.

Цвет и блеск золота

Золото наиболее известно своим насыщенным теплым желтым оттенком. Но обычно цвет золота варьируется от темно-желтого до красноватого или даже белого, в зависимости от его чистоты и состава сплава. Этот пленительный цвет вместе с присущим ему блеском придает золоту безошибочную визуальную привлекательность.

Блеск золота означает его блеск или блеск, который часто называют металлическим или отражающим. При полировке золото демонстрирует блестящее сияние, которое усиливает его привлекательность, что делает его популярным выбором для ювелирных и декоративных предметов на протяжении всей истории.

Отражательная способность золота

Одним из самых интригующих свойств золота является его исключительная отражательная способность. Золото вообще не поглощает световые лучи, отражая свет с поразительной эффективностью, благодаря чему оно кажется ярким и сияющим даже в условиях слабого освещения.

Такая высокая отражательная способность не только эстетична, но и практична. Отражающие свойства золота находят применение в различных областях, включая оптику и электронику. В зеркалах и отражающих покрытиях способность золота отражать свет способствует ясности и точности, что делает его неоценимым в оптических инструментах и высокотехнологичных устройствах.

Плотность и вес золота

«На вес золота» — это выражение, обозначающее ценность золота. Но его плотность и вес также важны сами по себе, что играет важную роль в различных практических приложениях и отраслях.

Что означает плотность золота?

Плотность относится к количеству массы в единице объема вещества. Другими словами, насколько тяжело что-либо для своего размера? Золото отличается особой плотностью : его плотность составляет примерно 19,3 грамма на кубический сантиметр (г/см³). Такая высокая плотность делает золото одним из самых плотных природных элементов, уступая лишь немногим другим драгоценным металлам, таким как платина и иридий.

Вес золота

Из-за своей высокой плотности золото также относительно тяжелое по сравнению со многими другими материалами. Если вам когда-нибудь посчастливится подобрать килограммовый золотой слиток , то он окажется на удивление тяжелым для своего размера. Например, кубический сантиметр золота весит 19,3 грамма, что значительно тяжелее того же объема воды, который весит всего 1 грамм. Эта весомость способствует ощущению солидности и солидности золота — характеристикам, которые часто связаны с его воспринимаемой ценностью и особенно почитаются в ювелирных изделиях.

Практические последствия

Плотность и вес золота имеют практическое значение в различных отраслях. Например, при изготовлении ювелирных изделий дизайнеры и ремесленники должны учитывать вес золота при создании изделий, чтобы обеспечить как комфорт, так и эстетическую привлекательность. Для инвесторов золотые слитки изготавливаются в удобной серии весом от 5 грамм до 1 кг.

В научных и промышленных приложениях плотность золота играет решающую роль в расчетах и измерениях. Более того, плотность золота используется в различных методах очистки и извлечения золота, где его высокая плотность позволяет эффективно отделять его от других материалов с помощью таких процессов, как гравитационное обогащение или флотация.

Буквальная гибкость золота

Хотя внешний вид, редкость и плотность золота делают его привлекательным с точки зрения эстетики и богатства, оно не использовалось бы так широко, если бы с ним не было легко работать. Его буквальная гибкость, продемонстрированная благодаря его податливости и пластичности, делает его универсальным материалом в различных отраслях промышленности.

Податливость золота

Под пластичностью понимается способность материала деформироваться под действием сжимающего напряжения, что позволяет придавать ему форму или забивать тонкие листы без разрушения. Золото исключительно податливо и входит в число самых податливых металлов. Из одного грамма золота можно выковать лист площадью примерно 1 квадратный метр. Это замечательное свойство использовалось ремесленниками на протяжении всей истории, позволяя создавать замысловатые ювелирные изделия и изящные предметы.

Пластичность золота

Пластичность, с другой стороны, означает способность материала адаптироваться посредством растяжения, что полезно для создания тонких проволок без разрыва. Золото демонстрирует впечатляющую пластичность , благодаря чему его можно вытягивать в длинные тонкие нити. Из одного грамма золота можно вытянуть проволоку длиной около 2 километров. Эта пластичная природа важна в различных приложениях, включая электронику, где золотые провода используются для соединения компонентов из-за их надежности и проводимости.

Практическое применение

Податливость и пластичность золота делают его идеальным для использования во многих отраслях промышленности. Помимо ювелирных изделий и электроники, гибкость золота используется в стоматологии для создания зубных реставраций, таких как коронки и мосты. Его способность принимать точные формы обеспечивает удобную и долговечную посадку.

В промышленных условиях ковкость и пластичность золота используются в таких процессах, как производство сусального золота, где тонкие листы золота используются в декоративных целях, и в аэрокосмических технологиях, где золотая фольга используется для теплоизоляции.

Золотая проводимость

Проводимость золота является определяющей характеристикой, которая способствует его широкому использованию в различных отраслях промышленности, от электроники до аэрокосмической промышленности. Хотя золото и не соответствует уровню проводимости серебра, оно занимает третье место по проводимости, сразу после серебра и меди.

Теплопроводность

Теплопроводность относится к способности материала передавать тепло. Золото демонстрирует превосходную теплопроводность — 318 Вт на метр Клевина (Вт/мК), занимая третье место по эффективности проводника тепла среди металлов. Под воздействием тепла золото быстро распределяет тепловую энергию по всей своей структуре, что делает его ценным в тех случаях, когда эффективное рассеивание тепла имеет важное значение.

Эта особенность очень полезна в электронике, где золото используется в таких компонентах, как радиаторы, чтобы предотвратить перегрев и обеспечить надежную работу устройств. Кроме того, высокая теплопроводность золота делает его пригодным для использования в аэрокосмической технике, где оно помогает регулировать температуру в компонентах космических кораблей. Температура кипения золота составляет колоссальные 5173 градуса по Фаренгейту (2856 градусов по Цельсию).

 Электрическая проводимость

Электропроводность означает способность материала проводить электрический ток. Золото известно своей исключительной электропроводностью, которую превосходят лишь некоторые другие металлы, такие как серебро и медь. Официальная единица измерения — Сименс на метр (См/м), названная в честь немецкого физика Эрнста Вернера фон Симена , который позже основал компании Siemens and Halske (теперь известную как Siemens AG). Золото имеет рейтинг 48,8 по сравнению с высшим показателем серебра в классе 62,9. В наши дни многие измеряют проводимость, сравнивая характеристики с серебром, как высшим проводником. Серебро занимает 100-е место по шкале самоуправления, медь имеет 97 баллов, а золото занимает третье место с 76 баллами.

Низкое сопротивление золота потоку электронов делает золото очень эффективным при передаче электрических сигналов. Это свойство используется в различных электронных устройствах, где золото используется в разъемах, схемах и контактах для обеспечения надежных электрических соединений. Хотя серебро дешевле и обладает большей проводимостью, коррозионная стойкость золота еще больше повышает его полезность в электронике, поскольку оно сохраняет проводимость с течением времени, не поддаваясь окислению или потускнению.

Коррозионная стойкость золота

Замечательная устойчивость золота к коррозии является ключевым фактором, способствующим его непреходящей ценности и универсальности в различных сферах применения. Хотя золото является дорогим вариантом для использования в ювелирных изделиях и электрических разъемах, его устойчивость к коррозии означает, что оно обеспечивает большую долговечность, что повышает общую ценность его выбора в качестве предпочтительного материала.

Золото ржавеет?

Одно из заблуждений, касающихся золота, заключается в том, ржавеет ли оно, как железо или другие металлы. На самом деле золото ржавеет не так, как железо. Ржавчина, которая является формой коррозии, специфичной для железа и его сплавов, возникает, когда железо вступает в реакцию с кислородом и влагой воздуха с образованием оксида железа, широко известного как ржавчина.

Однако золото в значительной степени инертно и не подвергается окислению или ржавлению так же, как железо. Его химическая стабильность означает, что золото не подвержено воздействию кислорода или влаги, сохраняя свой блеск и целостность с течением времени.

Золото не тускнеет

Помимо устойчивости к ржавчине, золото также не тускнеет, что еще раз демонстрирует его исключительную устойчивость к коррозии. Потускнение, то есть потускнение или обесцвечивание металлов из-за химических реакций с такими веществами, как сера или кислород, является распространенной проблемой для многих металлов, включая серебро и медь. Это делает хранение золотых монет намного проще, чем серебряных, поскольку последние склонны к потускнению при слишком сильном воздействии кислорода.

Инертная природа золота гарантирует, что оно не потускнеет и не подвергнется коррозии даже при воздействии элементов, которые обычно вызывают потускнение других металлов. Это свойство делает золото особенно ценным там, где сохранение внешнего вида и долговечность имеют решающее значение, например, в ювелирных изделиях и электронике.

Часто задаваемые вопросы

Имеет ли золото долговечные свойства?

Золото известно своими прочными свойствами, оставаясь практически неизменными на протяжении тысячелетий благодаря исключительной устойчивости к потускнению и коррозии. Его инертная природа гарантирует, что золотые украшения и артефакты сохранят свою красоту и ценность на протяжении тысячелетий. Кроме того, высокая плотность золота способствует его долговечности, что делает его надежным выбором для долгосрочных инвестиций и ценных вещей.

Золото – твердый или мягкий металл?

Золото считается мягким металлом из-за его ковкости и пластичности. Хотя золото относительно мягкое по сравнению с другими металлами, оно не такое мягкое, как свинец или олово. Его мягкость позволяет легко придавать золоту форму и придавать ему сложные конструкции, что делает его отличным выбором для ювелирных изделий, а также позволяет легировать его с другими металлами для повышения его твердости для конкретных применений.

Золото матовое или блестящее?

Золото по своей природе блестящее и обладает характерным блеском, который отличает его от других металлов. Его естественный блеск и светоотражающие свойства придают ему блестящий вид, особенно при полировке или изготовлении ювелирных изделий. Хотя определенные факторы, такие как кристаллизация или процесс охлаждения, могут повлиять на его блеск, золото обычно сохраняет свою блестящую привлекательность, что делает его ценным материалом для украшений и украшений.

Насколько редко бывает золото?

Золото считается редким из-за его ограниченной доступности в земной коре по сравнению с большинством элементов, но оно, конечно, не самое редкое. Родий встречается в 35 раз реже, чем золото, а платина и палладий — в 30 раз реже. Еще реже встречаются такие металлы, как осмий, иридий и рутений. Ни один из них не является редкоземельным элементом, который еще более редок по своему распространению.

Как золото сравнивается с другими металлами с точки зрения проводимости?

Золото обладает исключительной проводимостью, как электрической, так и термической, превосходя многие другие металлы. Хотя медь, серебро и алюминий также являются проводящими, золото обладает превосходной электропроводностью, что делает его очень эффективным при передаче электричества. Кроме того, превосходная теплопроводность золота обеспечивает эффективную передачу тепла, что еще больше повышает его полезность в различных приложениях, от электроники до аэрокосмической промышленности.

Может ли золото ржаветь со временем?

Золото обладает высокой устойчивостью к ржавчине и коррозии благодаря своей инертной природе. В отличие от железа или других металлов, золото не вступает в реакцию с кислородом или влагой воздуха, предотвращая образование ржавчины. Эта исключительная стойкость к потускнению делает золото прочным и долговечным материалом для ювелирных изделий и других целей.

Почему золото такое тяжелое?

Тяжесть золота в первую очередь объясняется его высокой плотностью, которая является одной из самых высоких среди всех встречающихся в природе элементов. Каждый атом золота относительно тяжел, что увеличивает общий вес элемента. Эта плотность делает золото тяжелее, чем многие другие материалы, даже имеющие схожий атомный вес. Несмотря на свой вес, золото остается податливым и пластичным, что позволяет ему придавать различные формы, не становясь при этом хрупким.