R1AxD2KK4O8we

Ilustracja przedstawiająca najważniejsze informacje dotyczące złota. Symbol złota: Au. Liczba atomowa: 79. Średnia liczba masowa: 196,9666. Najczęściej spotykane stopnie utlenienia: plus jeden, plus trzy. Temperatura topnienia: 1337,33 Kelwina. Temperatura wrzenia: 3129,15 Kelwinów. Gęstość: 19,28 gramów na centymetr sześcienny w temperaturze 25 stopni Celsjusza, czyli 298,15 Kelwinów. Stan skupienia w warunkach normalnych: ciało stałe, S. Konfiguracja elektronowa podpowłokowa skrócona zawierająca rdzeń gazu szlachetnego w stanie podstawowym: $\left[\text{Xe}\right]\text{4}{f}^{\text{14}}\text{5}{d}^{\mathit{\text{10}}}\text{6}{s}^{\text{1}}$.

Złoto należy do tzw. miedziowców i jest usytuowane w 11. grupie układu okresowego. Ten ciężki, a zarazem miękki metal szlachetny jest najbardziej kowalny i ciągliwy spośród wszystkich odkrytych metali. Jego gęstość to 19280$\frac{\mathrm{kg}}{{\mathrm{m}}^3}$. To co odróżnia go od pozostałych metali to przede wszystkim barwa. Czyste złoto ma jasnożółty kolor i wyraźny połysk. Metal ten topi się w temperaturze 1064,18°C i wrze przy 2856°C.

RT6AwuU4K4mOi

Zdjęcie przedstawiające wykonany ze złota zegarek kieszonkowy. Na tarczy znajdują się cyfry rzymskie. Zegarek znajduje się na czarnym tle.

Złoto tworzy bardzo niewielką ilość związków chemicznych. Zazwyczaj są to związki koordynacyjne, w których złoto występuje na formalnym +I lub +III stopniu utlenienia.

Niezwykła cechą złota jest jego niska reaktywność. Metal ten nie utlenia się ani na skutek działania tlenu zawartego w powietrzu, ani na skutek działania wody. Ponadto złoto nie ulega reakcjom chemicznym z większością kwasów i roztwarza się dopiero po zastosowaniu tzw. wody królewskiej, tworząc tlenki azotu oraz aniony ${{\mathrm{AuCl}}_4}^{-}$. Reakcję tę można zapisać równaniami:

Roztworzenie złota jest również możliwe poprzez zastosowanie cyjanków w roztworach o odczynie zasadowym. Powstają wtedy aniony $\mathrm{Au}(\mathrm{CN}{)}_2$:

Reakcję tą wykorzystuje się w górnictwie i galwanizacji. Złoto można również rozpuścić w rtęci, tworząc stop nazywany amalgamatem lub zmieszać z innymi metalami, tworząc stopy o różnej twardości czy odpowiednich właściwościach metalurgicznych.

Złoto z fluorem tworzy fluorek złota(III). Nie reaguje bezpośrednio z siarką, ale siarczek złota(III) można wytworzyć, przepuszczając siarkowodór przez rozcieńczony roztwór chlorku złota(III) lub kwasu chlorozłotowego. Sole złota nie są trwałe, redukują się z wydzieleniem metalu. Roztwory koloidowe ze złotem mają odcienie od niebieskiego, przez fiolet aż do czerwieni.

Swoją barwę złoto zawdzięcza oscylującym, luźno związanym elektronom walencyjnym, tworzącym plazmonyplazmonyplazmony. Częstotliwość tych oscylacji leży w zakresie ultrafioletowym dla większości metali, natomiast dla złota występuje w zakresie widzialnym.

Stopy złota mogą mieć różną barwę. Przykładowo, dzięki stopieniu złota z miedzią i srebrem można otrzymać stopy o barwie od czerwonej, przez żółtą, do białej, zależnie od zawartości procentowej poszczególnych metali, co przedstawiono na poniższym schemacie.

Obecnie dużą popularnością cieszy się również tzw. białe złoto. Jest to nic innego jak stop złota z niklem, cynkiem (25%), czasem srebrem i palladem, imitującym barwą platynę. Właściwości fizyczne białego złota różnią się od właściwości czystego złota, ponieważ zawiera ono inne domieszki i może wykazywać np. większą twardość.

R1JzJM6GjXYPi

Zdjęcie przedstawiające dwie obrączki wykonane z białego złota na białym tle.

Złoto może występować w formie nanocząstek (AuNP, ang. Au nanoparticles) o różnych barwach – od czerwieni do czerni, w zależności od wielkości i kształtu tych cząstek.

R1FSTreyAm7nz

Ilustracja przedstawiająca zależność pomiędzy wielkością nanocząstek złota a kolorem roztworu. Kolejno pięć probówek, pod każdą złota kulka, kulki ułożone rosnąco od lewej do prawej. Pod kulkami wartość średnicy nanocząstki złota. Od lewej 5 nanometrów, czerwony roztwór w probówce. Dalej 15 nanometrów, różowy roztwór. W trzecim przykładzie 20 nanometrów, roztwór purpurowy. Kolejno 80 nanometrów, gdzie roztwór ma kolor granatowy. W ostatniej probówce roztwór ma barwę jasnofioletową, zaś rozmiar nanocząstek wynosi 120 nanometrów.

Dlaczego barwa roztworów nanocząsteczek złota zależy od ich wielkości? Nanocząstki są wystarczająco małe, aby nie tylko odbić światło, ale także je rozproszyć. Średniowieczni rzemieślnicy wiedzieli, że umieszczając w szkle różne, małe ilości złota i srebra, mogą uzyskać ciekawe barwy w witrażach. Tworzyli więc małe złote sfery, które absorbowały i odbijały światło słoneczne, uzyskując tym samym różnorodne kolory.

Cząsteczki złota w szkle:

• 25 nm – czerwone odbicie;

• 50 nm – zielone odbicie;

• 100 nm – pomarańczowe odbicie.

REHgB5qq51u69

Zdjęcie przedstawiające kolorowe witraże tworzące kopułę wbudowaną w sufit budynku.

Nanocząstki złota można również stosować w terapii przeciwnowotworowej. Po wprowadzeniu nanocząstek złota do komórek nowotworowych, ogrzewa się je zdalnie za pomocą promieniowania podczerwonego, co stanowi podstawę mechanizmu niszczenia komórek rakowych. Rozgrzane nanocząstki oddają ciepło komórkom nowotworowym, które mają silnie upośledzony mechanizm rozpraszania ciepła, co prowadzi ostatecznie do ich zniszczenia.

Złoto jest szczególnie przydatne w stomatologii, ponieważ jest bardzo plastyczne, łatwe w obsłudze, a przy tym jest obojętne dla procesów chemicznych zachodzących w jamie ustnej. Te właściwości sprawiają, że złoto jest doskonałym materiałem do budowy koron i mostów, które tworzą unikalny kształt zębów. Złote części dentystyczne nigdy nie ulegają korozji i nie są szkodliwe w przypadku połknięcia, obecnie jednak zastąpiono je innymi materiałami.

Rvifj3rWVCVSm

Zdjęcie przedstawiające fragment układu scalonego.

Złoto jest bardzo dobrym przewodnikiem elektrycznym i cieplnym, dlatego służy do budowy kondensatorów i połączeń elektrycznych w prawie każdym urządzeniu elektrycznym. W przeciwieństwie do miedzi i srebra, cenionych również za przewodnictwo elektryczne, złoto nigdy nie koroduje, a urządzenia korzystające z niego zwykle działają znacznie dłużej. Poza tym złocenie galwaniczne jest stosowane w przemyśle elektronicznym do ochrony komponentów miedzianych i poprawy zdolności lutowania. Ze względu na właściwości przewodzące, nanocząstki złota stosowane są w przenośnikach pamięci, co powoduje zwiększenie prędkości zapisywania danych. Używane są także w atramentach przewodzącychatrament przewodzącyatramentach przewodzących.

Słownik

Bibliografia

Kaczyński J., Czaplicki A., Chemia ogólna, Warszawa 1974.

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 1987.

Litwin M., Styka – Wlazło Sz., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa 2002.