الخصائص الأساسية للذهب

نظرًا لخصائصه الكيميائية والفيزيائية ، ينتمي الذهب إلى مجموعة صغيرة من المعادن النادرة والأكثر قيمة الموجودة في الطبيعة. تقدر البشرية هذا المعدن الثمين لجماله وقدرته على الحفاظ على مظهره اللامع واللامع في المجوهرات والعملات المعدنية المصنوعة منه. كما أنها تستخدم في بعض الصناعات. لقرون عديدة ، كانت العناصر الذهبية عنصرًا فاخرًا ولم تفقد قيمتها أبدًا ، مما يؤكد المستوى العالي للملاءة المالية لمالكها أو الدولة التي تمتلك احتياطيات الذهب والعملات الأجنبية. غالبًا ما تسمع أن الذهب هو نظام الدفع الدولي ، الذي له وزن وأهمية على أراضي أي دولة في العالم.

في المظهر ، يشبه هذا المعدن قطعًا صغيرة من المعدن ذات شكل دائري غير منتظم بلون أصفر قش. الخصائص الفيزيائية الأساسية للذهب:

• يحدث ذوبان المعدن عند درجة حرارة تساوي 1063 درجة مئوية ؛
• كثافة المادة 19.33 جم / متر مكعب. سم؛
• يمكن أن تكون مؤشرات الصلابة ، التي يحددها مقياس موس ، من 2.5 إلى 3 ؛
• من الممكن إحضار المعدن إلى أعلى نقطة غليان عند t = 2948 درجة مئوية ؛
• مستوى الموصلية الحرارية النوعية عند t = 0 ° C يساوي 311.5 W / mK ؛
• وتتراوح قوة المعدن بعد التلدين من 100 إلى 140 ميجا باسكال.

وفقًا لهيكل الشبكة البلورية ، يعد الذهب مادة ناعمة نوعًا ما ، ويتم إضافة شوائب مختلفة ، تسمى الأربطة ، إلى المعدن لإضفاء الصلابة.

هذا المعدن الطبيعي الثمين له خصائص فيزيائية فريدة أخرى.

• مستوى عالي من اللدونة. من 1 جرام من الذهب ، إذا رغبت في ذلك ، يمكنك سحب سلك يصل طوله إلى 2-2.6 متر أو لف المعدن على شكل ورقة مسطحة من رقائق معدنية بسماكة 1 ميكرون. نظرًا للنعومة الطبيعية للذهب ، فقد لوحظ أنه في غضون عام واحد ، يمكن أن تفقد العملات المعدنية المتداولة ما يصل إلى 0.1٪ من وزنها الأصلي عند الصب.

• انعكاسية عالية. تتمتع السبيكة الثمينة الجاهزة بالقدرة على تلميعها بسهولة حتى تصل إلى مرآة نهائية ساطعة. تستخدم صفائح رقيقة من المواد المدلفنة للتذهيب. يستخدم هذا حتى في الملاحة الفضائية - يتم تطبيق أنحف طبقات الذهب على خوذ رواد الفضاء وأسطح معدات الفضاء الخارجي لحمايتهم من الآثار الضارة للأشعة تحت الحمراء ، والتي تتجلى في الفضاء الخارجي.

• القدرة على الرش. يميل المعدن الثمين إلى التفكك إلى أجزاء صغيرة متساوية في الحجم مع طول موجات الضوء. تسمح هذه القدرة برش هذه المادة. على سبيل المثال ، من المعروف أنه في المسطحات المائية والأنهار يوجد مشتت للذهب ، والذي لا يمكن رؤيته بالعين المجردة ، ولكن يمكن تحديده باستخدام أدوات خاصة. السطح ، المغطى بطبقة ذهبية نحيفة ، قادر على السماح لأشعة الشمس بالدخول دون تسخين.

• مرونة جيدة. يتمتع الذهب بالنعومة والقدرة على اتخاذ الشكل المطلوب ، وهو من أكثر صفاته قيمة. على سبيل المثال ، من 1 جرام من الذهب ، يمكنك عمل ورقة من رقائق رقيقة ، ستكون مساحتها مترًا واحدًا على الأقل. م تستخدم هذه الخاصية لعمل التذهيب على شكل أفضل أوراق ذهبية ، والتي تستخدم لتغطية قباب الكنيسة وأيقوناتها ، وتستخدم لتزيين الديكورات الداخلية ، وتستخدم لإنشاء أشياء فنية.

• مستوى عال من التوصيل الكهربائي. مع مقاومة عمليات الأكسدة ، فإن المعدن الثمين لديه موصلية كهربائية جيدة. تتيح خاصية المعدن هذه إمكانية استخدامه لتصنيع المقاومات في الدوائر الإلكترونية للعديد من الأجهزة الحديثة: الهواتف والتليفزيونات وأجهزة الكمبيوتر ومشغلات الوسائط المتعددة في هندسة الراديو وغيرها من الأجهزة المماثلة.

ومن المعروف أن المعدن الثمين عديم الرائحة تمامًا ، كما أن هذه المادة لا تتمتع بالقدرة على أن تكون ممغنطة. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت علميًا أن الذهب كعنصر متضمن في ما لا يقل عن 15 معدنًا مستخرجًا في باطن الأرض. في معظم الصخور المستخرجة من هذا العدد ، يدخل الذهب في تركيبة مسحوقة موجودة على المستوى الذري.

المعدن المسمى الذهب (aurum) له التسمية - Au ، والتي تعني حرفيًا "مشمس" أو "أصفر". في نظام Mendeleev ، يتم تعيين المعدن للمجموعة 1 ، ويتم تخصيص 79 رقمًا تسلسليًا ذريًا. تحتوي الشبكة البلورية الكيميائية لـ Au على هيكل مكعب.

المعدن له خصائص كيميائية خاصة.

• الجمود النسبي. لا يغير الذهب خواصه عند ملامسته للكبريت والأكسجين ، ولا يتفاعل مع النيتروجين والكربون والهيدروجين والفوسفور. لا يتفاعل الذهب مع العديد من القلويات والأحماض.
• يتجلى تكافؤ هذا العنصر الكيميائي في + I أو + III.
• عند t = 20 درجة مئوية ، يدخل المعدن في تفاعل كيميائي مع المحاليل المائية من الكلور والبروم. والمحاليل المائية الكحولية لليود ، التي تتفاعل مع الذهب 585 ، تترك بقعًا داكنة عليها ، وهو ما لا يحدث إذا تم إسقاط اليود على 750 ذهبًا.
• يعتمد طيف الألوان للمعدن على حجم الجسيمات التي يتكون منها. يمكن أن يكون لأصغر جزيئات الذهب لون رمادي مخضر. وفقًا لبيانات التنقيب الجيولوجي ، يوجد واحد فقط لكل 20 منجمًا ، حيث يتم استخراج الذهب على شكل شذرات صفراء.

إذا ذابت كتلة صلبة من الذهب الطبيعي ، فستبدو في الحالة السائلة كمادة ذات صبغة رمادية مخضرة شاحبة ، وهذا الظل متأصل أيضًا في الأبخرة التي تتصاعد من المعدن المنصهر الساخن. يتعين على المرء فقط تسخين المادة إلى درجة حرارة تتجاوز 1064 درجة مئوية ، أي زيادة مؤشر انصهار المعدن بما لا يقل عن 1 درجة مئوية ، حيث سيبدأ بخار سبيكة الذهب في التبخر في الغلاف الجوي. وكلما زادت درجة انصهار المادة ، زاد تقلبها. إذا تمت إضافة مكونات الزئبق والزرنيخ وكذلك الأنتيمون أو التيلوريوم إلى السبيكة ، فإن التبخر من سطح سبيكة الذهب سيزداد أكثر ، لأن هذه المكونات ستشكل ما يسمى بالمركبات المتطايرة.

لاحظ الجواهريون الذين يعملون مع سبائك الذهب المختلفة ذلك تؤثر شوائب الأربطة على الخواص الكيميائية والفيزيائية والخارجية للمادة الناتجة عن صهر الذهب.

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في كيفية تغير خصائص المعادن الثمينة عند دمجها مع مواد مختلفة.

بالاقتران مع الفضة ، يقلل المعدن الأصفر النبيل نقطة انصهاره ويغير أيضًا لونه الأصفر الأخضر الطبيعي إلى درجات فضية فولاذية. هذا المزيج له جوانبه الإيجابية والسلبية. على الرغم من التغييرات المرئية الخارجية ، فإن قوة المادة النهائية المعاد صهرها تزداد فقط عند دمجها مع الفضة. ولكن في سياق البحث العملي ، وجد أنه في سبيكة ثمينة بمثل هذه التركيبة ، تنخفض بعض الصفات المهمة مثل المرونة والليونة. ومع ذلك ، هذا لا يعني على الإطلاق أن سبائك Au و Ag لا تُستخدم - بل على العكس من ذلك ، فهذه تركيبة شائعة إلى حد ما يستخدمها الجواهريون غالبًا في عملهم.

ستحدث تغييرات في الخصائص الفيزيائية للسبيكة الثمينة النهائية إذا تمت إضافة النحاس كسبيكة رئيسية إليها. يزيد هذا المعدن بشكل كبير من قوة سبيكة الذهب ، مع الحفاظ على ليونة المادة الناتجة وليونتها الجيدة بمثل هذا المزيج من المعادن.

إذا كانت نسبة 14.5٪ أو أكثر في تركيبة السبائك الثمينة من الذهب والنحاس ، فإن المنتجات النهائية سيكون لها صبغة حمراء واضحة - وعادة ما يطلق على هذا الذهب "الذهب الخالص". لكن في هذه الحالة ، لم يكن الأمر خاليًا من العيوب - باستخدام سبيكة نحاسية ، تفقد المادة الناتجة خصائصها المضادة للتآكل ، والتي ترجع إلى زيادة قدرة النحاس على تكوين تفاعلات أكسدة مع الأكسجين. من خلال الاتصال ببيئة رطبة وحتى مع الهواء ، بمرور الوقت ، من المؤكد أن المنتج المصنوع من هذه السبيكة سيصبح داكنًا ، بينما يفقد ألوانه الزاهية الأصلية ولمعانه.

بما أن النحاس له تكلفة منخفضة ، إذن لن يكون سعر السبيكة منه باهظ الثمن ، وهو ما ينعكس في تكلفة المنتج النهائي - فهو أرخص. خلال الحقبة السوفيتية ، تم إنتاج 583 عينة للسكان ، وفي عام 1995 فقط تم إدخال عينة 585 في الإنتاج ، والتي تحتوي على 0.2٪ أقل من النحاس مقارنة بالنظير السابق ، لكن محتوى الذهب زاد بنسبة 0.2٪ مما أدى على الفور إلى زيادة أسعار العناصر الذهبية.

يتم استخدام هذا المعدن الطبيعي من قبل الجواهريين من أجل تطهير سبائك الذهب من الاحمرار الطبيعي ، وغالبًا ما يتم استخدام مثل هذه الأربطة في صناعة الذهب الأبيض ذو القيمة الخاصة.

عند دمجها في سبيكة ثمينة من Au و Ni ، تزداد قوة المادة الثمينة النهائية بشكل كبير. المنتجات المصنوعة من هذه السبائك النبيلة لها لون فولاذي مع صبغة قش شاحبة. للقضاء تمامًا على هذا اللون الأصفر الضعيف ، فإن سطح المجوهرات النهائية مغطى بطبقة رقيقة من معدن آخر - الروديوم. إنهم يفعلون ذلك ليس فقط من أجل الجمال ، ولكن أيضًا لتقليل حساسية المنتجات الثمينة.

الحقيقة انه من المعروف أن معدن النيكل لديه القدرة على إحداث تفاعلات حساسية على الجلد... في 8 من كل 10 أشخاص ، ستظهر هذه المظاهر بالتأكيد عند ارتداء المجوهرات. لذلك ، فإن الدبابيس ، وأزرار الكم ، والمعلقات المعلقة ، وحلقات المفاتيح غالبًا ما تكون مصنوعة من السبائك حيث تم استخدام النيكل كأربطة ، باختصار ، شيء لا يلامس سوى القليل من الجلد البشري أثناء الاتصال لفترة طويلة. بمرور الوقت ، يبلى طلاء الروديوم الرقيق الموجود على المجوهرات ، وسيحتاج مرة واحدة كل 6 أو 7 سنوات تقريبًا إلى التجديد في ورشة المجوهرات. بعد إجراء أعمال الترميم هذه ، ستبدو المجوهرات مرة أخرى وكأنها جديدة ، متلألئة بفائض من الفولاذ الفضي المزرق.

عنصر كيميائي يسمى البلاديوم ، وفقا للكيميائيين ، هو منتج ثانوي من معالجة المعادن الثمينة. تم الحصول على هذا العنصر من خلال الجمع بين البلاتين وسيانيد الزئبق والأكوا ريجيا (تكوينه: 3 أجزاء من النيتريك + جزء واحد من حمض الهيدروكلوريك). هكذا، تم اكتشاف هذا المعدن عندما تم اكتشاف Pd و Au و Pt و Ag بالفعل. في بيئة درجة الحرارة العادية ، لا يؤثر الفلور على البلاديوم وحمض الهيدروكلوريك وحتى الماء الريجيا لا يؤثر. هذا المعدن ليس معرضًا للأكسدة على الإطلاق عندما يتلامس مع الأكسجين ، وله هيكل قوي جدًا ولا يظهر خدوشًا أو تشققات أو رقائق ، بالإضافة إلى أنه عرضة لأي معالجة ميكانيكية ولحام.

من خلال إضافة معدن البلاديوم كعنصر ضمد إلى سبيكة الذهب ، يمكن الحصول على الذهب الأبيض. نظرًا لكونها غير عادية وقوة متزايدة ، فإن العناصر الذهبية التي تحتوي على البلاديوم تتفوق في الجودة والتكلفة على سبائك الذهب الأخرى التي تحتوي على مكونات أبسط.

يتم تقدير البلاديوم ليس فقط في إنتاج المجوهرات ، ولكن أيضًا في التطبيقات التي تتراوح من الطب إلى صناعة الطائرات. في مزادات السوق الدولية ، يتجاوز سعر البلاديوم أحيانًا قيمة الذهب ، وتبدو المجوهرات المصنوعة منه أنيقة ونبيلة بشكل خاص. يزداد الطلب عليها بين خبراء السبائك البيضاء الثمينة.

اليوم ، البلاتين الطبيعي هو أغلى المعادن الثمينة التي عرفتها البشرية. من حيث الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، يمتلك البلاتين ضعف كثافة وقوة نظيره الثمين ، الذهب. بجانب، يتمتع البلاتين بأعلى مقاومة للتآكل المعدني - عندما يتلامس مع الأكسجين ، لا تحدث الأكسدة. يشبه البلاتين في خصائصه معدن البلاديوم ، والفرق بينهما يكمن في التكلفة - البلاتين أغلى من البلاديوم.

عند إنشاء سبيكة نبيلة ، يضاف البلاتين إلى الذهب الخالص ، ثم بعد الذوبان ، يتم الحصول على منتج من اللون الفضي الأبيض المتلألئ ، حيث لا توجد شوائب صفراء على الإطلاق. كجزء من سبيكة ذهبية ، يزيد البلاتين من قيمته بشكل كبير ، مما يؤثر أيضًا على المجوهرات الجاهزة.ومع ذلك ، فإن هذه السبيكة تتمتع بشعبية عالية باستمرار ولها سمعة طيبة للغاية بين أولئك الذين يقدرون أنقى السبائك البيضاء المصنوعة من المعادن الثمينة.

يمكنك معرفة سبب أهمية الذهب أدناه.