4.1.2 Фізичні та хімічні властивості золота

                Золото – жовтий метал із кубічними гранецентрованими гратками (а = 0,40786 нм). Температура плавлення 1064,4°С, температура кипіння 2880°С. Має виняткову пластичність, теплопровідність і електропровідність. Кульку золота діаметром в 1 мм можна розкатати у найтонший лист, що просвічує голубувато-зеленим кольором площею 50 м2. Товщина найтонших листочків золота 0,1 мкм. Із золота можна зробити найтонші нитки.

                Золото стійке на повітрі і у воді. Із киснем, азотом, воднем, фосфором, сурмою і вуглецем безпосередньо не взаємодіє. Антимонід АuSb2 і фосфід золота Аu2P2 одержують непрямими шляхами.

                Золото – м'який, дуже пластичний, тягучий метал (мо­же проковувати в листки завтовшки до 8·10-5 мм, протяг­нуто у дріт, 2 км якого важить 1 г), добре проводить тепло і електрику, дуже стійке проти хімічної дії. Атомний раді­ус 1,44 Е, іонний радіус Аul + 1,37 Е. Щільність (при 20°С) 19,32 г/см3,  tпл 1064,43°С,  tкип 2947°С;   термічний коефіці­єнт лінійного розширення 14,2-10-6 (0-100°С); питома теп­лопровідність   311,48 вт/(м·К)  [0,744 кал/(см·с·°С)]; пи­тома теплоємність 132,3 Дж/(кг·К) [0,0316 кал/(г·°С)] (при 0°-100°С); питомий електроопір 2,25-10-8Ом·м (2,25·10-6 Ом·см) (при 20°С);  температурний  коефіцієнт електроопо­ру  0,00396  (0-100°С). Модуль пружності 79·103 Мн/м2 (79·102 кгс/мм2), для відпаленого золота межа міцності при розтягуванні 100-140 Мн/м2 (10-14 кгс/мм2), відносне  подовження 30-50%,  звуження  площі поперечного перети­ну  90%.  Після  пластичної деформації на холоді  межа  міц­ності  підвищується до 270-340 Мн/м2 (27-34 кгс/мм2). Твердість за Бринелем 180 Мн/м2 (18 кгс/мм2) (для золота відпаленого близько 4000С).

                У ряді стандартних потенціалів золото розміщене правіше за водень, тому із неокисними кислотами в реакцію не вступає. Розчиняється у гарячій селеновій кислоті:

   2Аu + 6Н2SеО4 = Аu2(SеО4)3 + ЗН2SеО3 + ЗН2О,          (4.1)

у концентрованій соляній кислоті при пропусканні через розчин хлору:

                      2Аu + ЗСl2 + 2НС1 = 2Н[АuС14].                (4.2)

                При акуратному упарюванні отримуваного розчину можна отримати жовті кристали золотохлористоводневої кислоти НАuС14 ∙ ЗН2О.

                Із галогенами без нагрівання за відсутності вологи золото не реагує. При нагріванні порошку золота з галогенами або з дифторидом ксенону утворюються галогеніди золота:

                                      2Au + 3Cl2 = 2AuCl3,                    (4.3)

                                  2Аu + ЗХеF2 = 2АuF3 + ЗХе.           (4.4)

                У воді розчинні тільки АuС13 і АuВr3, що складаються з димерних молекул.

                Моногалогеніди золота АuС1, АuВr і АuI утворюються при нагріванні у вакуумі відповідних вищих галогенідів. При нагріванні вони або розкладаються:

                                     2АuС1 = 2Аu + Cl2,                                    (4.5)

або диспропорціонують:

                                  3АuВr = АuВr3 + 2Аu.                      (4.6)

                Сполуки золота нестійкі і у водних розчинах гідролізуються, легко відновлюючись до металу.

                Сполуки оксиду золота (Ш) з аміаком Аu2ОЗ·4NН3- «гримуче золото» вибухає при нагріванні.

                При відновленні золота з розбавлених розчинів його солей, а також при електричному розпилюванні золота у воді утворюється стійкий колоїдний розчин золота

                             2АuС13 + 3SnСl2 = 3SnС14 +2Аu.         (4.7)

                Забарвлення колоїдних розчинів золота залежить від ступеня дисперсності частинок золота, а інтенсивність від їх концентрацій. Частинки золота у розчині завжди негативно заряджені.

                Конфігурація зовнішніх електронів атома золота 5d10бsl. У сполуках золото має валентності 1 і 3 (відомі комплексні сполуки, в яких золото 2-валентне). З немета­лами (крім галогенів) золото не взаємодіє. З галогенами золото утворює галогеніди, наприклад 2Аu+ЗСl2 = 2АuСlЗ.

У суміші соляної і азотної кислот золото розчиняється, утворюючи золотохлористоводневу кислоту Н[АuСl4]. У розчинах ціаніду натрію NаСN (або калію КСN) при одночасному доступі кисню золото перетворюється в ціанозурат натрію 2Nа[Аu(СN)2]. Ця реакція, відкрита у 1843 році П.Р.Багратіоном, одержала практичне застосування тільки в кінці 19-го століття (ціанування). Для золота характерне легке відновлення його із сполук до металу і здатність до комплексоутворенню. Існування оксиду золота Аu2O сумнівне. Хлорид золота AuCl отримуємо при нагріванні хлориду золота

                                  АuС13 = АuС1 + С12.                       (4.8)

                Хлорид золота AuCl3 одержують дією хлору на порошок або тонкі листи золота при 2000С. Червоні голки    AuCl3  створюють з водою коричнево-червоний розчин комплексної кислоти

                             AuCl3 + H2O = H2[AuOCl3].                 (4.9)

                При осадженні розчину АuСl3 їдким лугом випадає амфотерний жовто-коричневий гідрооксид золота Аu(ОН)3, тому його називають золотою кислотою, а його солі - ауратами. При нагріванні гідрооксид золота перетворюється на оксид золота Аu2О3, який вище 220° розкладається за реакцією

                                     2Аu2О3= 4Аu + СО2.                    (4.10)

                При відновленні солей золота хлоридом олова утворюється дуже стійкий пурпуровий колоїдний розчин золота (касиїв пурпур)

                   АuСl3 + 3SnС12 = 3SnС14 + 2Аu,               (4.11) це використовується в аналізі при виявленні золота. Кількісне визначення золота базується на його осадженні Із водних розчинів відновниками (FеSO4, Н2SO3, H2С2О4 та ін.) або на застосуванні пробіркового аналізу.

                Радіоактивне золото (частіше 198Аu) вводять у тканину у вигляді штифтів, гранул і тому подібне – для гамма-терапії і у вигляді колоїдних розчинів – для бета-терапії. Його застосовують при лікуванні пухлин, звичайно у поєднанні з хірургічним і медикаментозним лікуванням, а також з діагностичною метою - у вигляді колоїдних розчинів при дослідженні ретикуло-ендотеліальної системи, печінки, селезінки та інших органів.