Элемент золото-добыча пиратов и ингредиент микросхем. Его использовали для изготовления ювелирных изделий по крайней мере с 4000 года до нашей эры, а для лечения рака-только в последние десятилетия. Оно содержится в банке «на краю радуги» и в покрытии козырьков астронавтов. Золото-это элемент, который органично соединяет старое и новое, мифы и науку.
СВОЙСТВА ЗОЛОТА.
Золото, 79-й элемент Периодической таблицы элементов, является одним из наиболее узнаваемых в этой группе. Оно податливое и блестящее, что делает его хорошим материалом для обработки металлов. С химической точки зрения золото является переходным металлом. Переходные металлы уникальны, поскольку они могут связываться с другими элементами, используя не только свою внешнюю оболочку из электронов (отрицательно заряженные частицы, которые вращаются вокруг ядра атома), но и две самые внешние оболочки. Это происходит потому, что большое количество электронов в переходных металлах препятствует обычной упорядоченной сортировке электронов по оболочкам вокруг ядра.СТРУКТУКА ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА ЗОЛОТО.
Атомный номер (количество протонов в ядре): 79 Атомный символ (в периодической таблице элементов): Au Атомный вес (средняя масса атома): 196,9665 Плотность: 19,3 грамма на кубический сантиметр Фаза при комнатной температуре: Твердая Температура плавления: 1,947.7 градусов по Фаренгейту (1,064.18 градусов по Цельсию) Температура кипения: 5,162 градуса по Фаренгейту (2,850 градусов по Цельсию) Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным числом нейтронов): от 18 до 59, в зависимости от того, где проведена линия для изотопа. Многие искусственно созданные изотопы золота стабильны в течение микросекунд или миллисекунд, прежде чем распадутся на другие элементы. Наиболее распространенные изотопы: Au-197, который составляет 100 процентов природного золота.КАК ОБРАЗУЕТСЯ ЗОЛОТО?
Золото и другие элементы, более тяжелые, чем железо, образуются непосредственно перед взрывом звезд, превращаясь в сверхновые. Золото представляет собой крошечную долю элементов в известной Вселенной. Причина его редкости заключается в непостижимом количестве энергии, необходимой для его образования. Золото образуется в звездах, но только в тех, которые взрываются гигантскими сверхновыми, или в невероятно плотных, которые объединились в чудовищно мощных столкновениях, согласно журналу PNAS.Звезды, такие как наше Солнце, генерируют энергию за счет термоядерного синтеза, при котором более мелкие элементы сплавляются или объединяются в более тяжелые элементы. Начнем с того, что звезда может состоять в основном из водорода, самого мелкого элемента. Процесс термоядерного синтеза под огромным давлением и высокой температурой в ядре звезды приведет к образованию гелия. Когда водород иссякнет и звезда начнет переходить к следующей фазе своего жизненного цикла, она преобразует гелий в следующий более тяжелый элемент и так далее.
Этот процесс продолжается до тех пор, пока не появится элемент железо, где баланс внезапно изменится. Поскольку сплавление железа не создает энергию, оно потребляет ее, согласно Орегонскому университету. Не имея возможности генерировать внутреннюю энергию для противодействия собственному огромному давлению и гравитации, звезда начинает коллапсировать сама на себя. Если звезда достаточно велика, результатом является сверхновая-массивный звездный взрыв, согласно НАСА. Более тяжелые элементы образуются во время невероятной энергии, выделяемой в ходе этого процесса, включая золото.
ЗОЛОТО НА ПРОТЯЖЕНИИ ВСЕЙ ИСТОРИИ.
От Восточной Европы до Ближнего Востока и гробниц египетских фараонов золото встречается по всему древнему миру. По данным правительства Австралии, пять тысяч лет назад огромная река Нил была ключом к древнеегипетской империи. Ее вода позволяла выращивать на ее берегах обильные урожаи, обеспечивая пропитание ее граждан и ее армий. Но был также блестящий желтый металл, который стекал вниз по реке, элемент золота. Египтяне с готовностью восприняли это визуально привлекательное сокровище и обнаружили, что, поскольку оно от природы чистое и податливое, для превращения в завораживающие украшения не требуется особой утонченности.Использование золота в качестве украшения не ограничивалось Древним Египтом: женщина каменного века, найденная похороненной за пределами Лондона, носила золотую нить на шее; кельты в III веке до н.э. носили золотые зубные имплантаты; китайский царь, умерший в 128 году до н.э., был похоронен с позолоченными колесницами и тысячами других драгоценных предметов. объекты.
МАСКА ТУТАНХАМОНА.
Погребальная маска египетского фараона Тутанхамона была сделана из золота и прослужила тысячи лет. (Фото предоставлено Getty Images) Золото быстро стало символом и единицей измерения богатства, и оно сохраняло свою привлекательность на протяжении веков и по всему миру. Через несколько тысячелетий после египетских фараонов и их золотых гробниц золотые богатства империи ацтеков были разграблены конкистадорами, которые искали ценный металл для себя. Еще позже рабочие устремились на западное побережье Соединенных Штатов, чтобы принять участие в калифорнийской «золотой лихорадке», в поисках собственного состояния, согласно National Geographic. Таким образом, золото подтолкнуло людей к дипломатии, массовым миграциям и даже актам геноцида. Без этого металла наша история была бы совсем другой.ИСТОРИЯ СТОЛИЦЫ АЦТЕКОВ.
Золото также играет важную роль в истории Австралии. В конце 19 века в страну приехало так много людей, чтобы принять участие в бурно развивающейся золотой лихорадке, что население Австралии утроилось. По данным правительства Австралии, благодаря обширным месторождениям в стране до сих пор ведется добыча металла. Однако одна компания, названная Evolution Mining, нашла другое сокровище в своих поисках золота. При бурении на поверхности австралийской глубинки в поисках залежей золота шахтеры вместо этого обнаружили каменные плиты, напоминающие «конусы разрушения», которые образуются на внешних краях ударных кратеров. Они проследили за этой находкой с помощью передовых методов картографирования, которые позволили команде подтвердить обнаружение метеоритного кратера шириной 3,1 мили (5 километров), находки еще более редкой, чем залежи золота, согласно Форбс.ЧТО ТАКОЕ КАРАТ ЗОЛОТА?
Большинство золотых украшений сделаны не из чистого золота. Количество золота в колье или кольце измеряется по каратной шкале. Чистое золото составляет 24 карата. Считается, что золотые слитки, хранящиеся в Форт-Ноксе и других местах по всему миру, содержат 99,95% чистого 24-каратного золота.Поскольку при изготовлении ювелирных изделий в золото добавляются металлы, золото становится менее мелким и количество каратов падает. Например, 12-каратное золото содержит 50% золота и 50% сплавов по весу.
Слово «карат» происходит от семени рожкового дерева. На древних азиатских базарах семена использовались для уравновешивания весов, которые измеряли вес золота.
СКОЛЬКО ЗОЛОТА НАХОДИТСЯ В ФОРТ-НОКСЕ?
В Федеральном хранилище драгоценных металлов в Форт-Ноксе, штат Кентукки, хранится часть золотого запаса США.Чтобы не отставать от растущих золотых запасов страны, в 1937 году в гарнизоне армии США Форт-Нокс в Кентукки открылось хранилище слитков Соединенных Штатов. Первая партия золота прибыла из Филадельфии в поездах, окруженных военными.
Форт-Нокс построен из стали со стенами из бетона. Несмотря на защиту 20-тонной стальной двери, в 1970-х годах ходили грязные слухи о том, что золото в Форт-Ноксе исчезло. Чтобы развеять опасения людей, директор монетного двора Соединенных Штатов провел представителей Конгресса и журналистов по одной из комнат хранилища и его 8-футовым штабелям из 36 236 слитков золота.
По данным Монетного двора США, в хранилище хранится около половины хранящегося в Казначействе США золота. По данным Министерства финансов США, каждый слиток весит 400 тройских унций (около 27,5 фунтов). Одна тройская унция равна примерно 1,1 млрд. унций. Весь запас по состоянию на 2021 год составляет 147,3 млн. тройских унций, что по сегодняшним ценам составляет около 130 млрд. долларов. По данным Монетного двора США, 31 декабря 1941 года в Форт-Ноксе хранилось рекордное количество золота, достигшее колоссальных 649,6 млн унций.
Другие важные артефакты также «видели» внутренности Форт-Нокса. Например, во время Второй мировой войны Декларация независимости, Конституция и Билль о правах были запечатаны внутри для защиты и возвращены в 1944 году в Вашингтон, округ Колумбия. Другие предметы, хранившиеся там в определенный исторический момент, согласно Монетному двору США, включают: Великую хартию вольностей; корону, меч, скипетр, державу и мыс Святого Стефана, короля Венгрии.
ЧТО ТАКОЕ ЗОЛОТО ДУРАКА?
Пирит, низший минерал, прозванный золотом дурака, только внешне имитирует золото. Пирит встречается чаще, тверже и более хрупкий, чем золото. При измельчении в порошок он выглядит зеленовато-черным, тогда как порошок настоящего золота желтый. Пирит содержит серу и железо. Во время Второй мировой войны его добывали для производства серной кислоты, промышленного химического вещества. Сегодня он используется в автомобильных аккумуляторах, бытовой технике, ювелирных изделиях и механизмах.Хотя золото дурака может быть разочаровывающей находкой, его часто обнаруживают вблизи источников меди и настоящего золота. Так что, возможно, шахтер, который перестает копать, как только у него в руках оказывается кусочек пирита, и есть настоящий дурак.
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ЗОЛОТЕ.
По данным Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, две трети мирового золота добывается в Южной Африке. По данным AMNH, семьдесят восемь процентов годового мирового запаса золота используется в ювелирных изделиях. Остальное идет на электронику, стоматологию и медицинские нужды. Атомный символ золота, Au, происходит от латинского слова, обозначающего золото, aurum. Шлемы астронавтов были оснащены забралом, покрытым тонким слоем золота. Золото блокирует вредные ультрафиолетовые лучи солнца. Самый большой в мире золотой кристалл размером с мяч для гольфа добывается в Венесуэле. Кристалл весом 7,7 унции (217,78 грамма) стоит около 1,5 миллионов долларов. Землетрясения могут создавать золото: Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience в 2013 году, показало, что во время землетрясений вода в разломах испаряется, оставляя золото.По данным Национальной ассоциации горнодобывающей промышленности, первые чисто золотые монеты были изготовлены в Малоазийском царстве Лидия в 560 году до нашей эры. Золото содержит ряд искусственных нестабильных изотопов (точное количество зависит от ученого, с которым вы консультируетесь), но в природе встречается только в виде Au-197. Вы можете есть золото … если действительно хотите. В магазинах для гурманов продают съедобное сусальное золото и хлопья, которые придают блеск всему, от выпечки до водки и оливкового масла. Не бойтесь за свой желудок: Золото не переваривается и просто проходит сквозь него, по словам компании Edible Gold, которая продает сусальное золото.
КАК ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ЗОЛОТО?
Золото также используется в медицине. Радиоактивный изотоп золота Au-198 можно вводить непосредственно в очаг опухоли, где его излучение может разрушать опухолевые клетки без существенного распространения на остальную часть организма. В 2012 году исследователи сообщили в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, что они смогли связать наночастицы Au-198 с соединением, содержащимся в чайных листьях, для лечения рака предстательной железы. Соединение чая притягивается к опухолевым клеткам, удерживая наночастицы приклеенными к нужному месту в течение нескольких недель, пока происходит лучевая терапия. (Метод еще предстоит протестировать на людях.)В некоторых случаях наночастицы золота-единственный способ, с помощью которого лекарство может работать. Противораковый препарат TNF-альфа очень эффективно убивает рак. К сожалению, он также невероятно токсичен для здоровых клеток. Однако проводимые в настоящее время клинические испытания показали, что связывание препаратов TNF-альфа с наночастицами золота может успешно лечить опухоли, поскольку препараты напрямую поражают свои цели, согласно Benchmarks, онлайн-публикации Национального института рака.
Есть только одна проблема с продолжающейся любовью человечества к золоту: добывать его из-под земли. По словам Чжичан Лю, постдокторского исследователя в области химии Северо-Западного университета в Иллинойсе, около 83% из 2700 тонн золота, добываемого ежегодно, извлекается с использованием процесса, называемого цианированием золота. В этом процессе используется цианид для выщелачивания золота из вмещающей его породы. К сожалению, цианид токсичен, и этот процесс никак нельзя назвать экологически чистым.
Однако у любителей золотых безделушек (а также электронных схем и наномедицины) может быть надежда. В 2013 году Лю и его коллеги сообщили в журнале Nature Communications, что они наткнулись на способ извлечения золота из руды с помощью мягкого крахмала, а не токсичного цианида.
«На самом деле, мы нашли этот метод случайно»,-сказал Лю в интервью Live Science. Пытаясь изготовить пористый материал, исследователи смешали крахмал под названием альфа-циклодекстрин с солями золота (заряженными молекулами золота). К их удивлению, золото быстро выпало в осадок из раствора.
С тех пор команда запатентовала метод, который позволяет легко извлекать золото чистотой более 97% за один этап, сказал Лю. Сейчас они работают с инвесторами над расширением процесса. «Надеюсь, мы сможем найти хороший, экологичный способ заменить процесс цианирования»,-сказал Лю.