一、金的特性
黃金又稱金,英文單詞Gold,化學元素符號Au。在自然界,金一般以單質形態存在,肉眼看上去,純金有著極好看的草黃色的金屬光澤。
在自然界中見不到純金,黃金的顏色取決於該金屬塊的厚度及其聚集體狀態,而金屬雜質(主要是銅、銀等)賦予金以各種顏色和色調,從淡黃色到鮮黃紅色。自然金有時會覆蓋一層鐵的氧化物薄膜,在這種情況下,金的顏色可能呈褐色、深褐色甚至是黑色。
在門捷列夫的化學元素周期表中,金的原子序數為79。也就是說,金的原子核周圍有79個帶負電荷的旋轉電子,排在金前麵的近鄰元素是:鋨、銥;鉑,後麵的則是:汞、鉈、鉛。金與釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑等金屬都具有很好的化學穩定性,並且由於地質賦藏量有限,故被人們統稱為貴金屬,而黃金在眾多貴金屬中有著顯赫的“貴族”地位,曾是財富和華貴的象征,被譽為“金屬之王”。
黃金具有如下基本特性:
(1)密度大。常溫常壓下,金的密度是19.32克/立方厘米,也就是說,直徑僅為46毫米的金球,其重量就有1千克。金的密度是水的近20倍,鐵的3倍多。當然,這裏指的是化學上純金的密度,在自然界中金的密度大約在15~19克/立方厘米,百分百的“純金”在某種程度上是不存在的。
(2)熔點、沸點高。俗話說“真金不怕火煉”,就是指的這一特點,金的熔點為1064.43℃,沸點2808℃,與銅(Cu)相當。熔融金有較高的揮發性,隨著溫度的升高,其揮發性不斷增強,但其化學性質並不會因此而改變,而銅在高溫潮濕環境下卻很容易被氧化。
(3)硬度低、很柔軟。黃金是一種很柔軟的金屬,金的摩氏硬度(又名莫斯硬度,是19世紀初由德國礦物學家莫斯首先提出的一種表示礦物硬度的標準)2.5~3,與人的指甲硬度不相上下,也就是說,人用指甲就可在純金上劃出痕跡。這種柔軟性使黃金非常易於加工成各種形狀,然而這一特點又對裝飾品的製造者帶來麻煩,因為這很容易使裝飾品蹭傷,使其失去光澤以至影響美觀。所以在用黃金製作首飾時,一般都要添加銅和銀,以提高其硬度。
(4)韌性、延展性好。黃金具有良好的延展性和可塑性,用一克純金可拉成3000米以上的細絲,也可鍛壓成9平方米、厚度不足萬分之一毫米的金箔。也正是這一特性,金箔的用途十分廣泛,涉及佛教、古典園林、高級建築、醫藥保健以及文化事業等各個領域。
(5)易磨損。黃金很容易磨損,可以加工成極細的粉末,很容易鍍到其他金屬和陶器及玻璃的表麵上,在一定壓力下很容易被熔焊和鍛焊;正是因為這一特性,黃金常以分散狀態廣泛分布在自然界中,也在社會生活中得到廣泛應用。
(6)良好的熱、電導體。黃金是非常好的導體,但不是最好的導體,傳導性能比鉑、汞、鉛、銀四種金屬略遜。
(7)穩定、耐腐。金的穩定性高,抗腐蝕能力極強,我們注意到,一些從遠古墓葬中出土的黃金隨葬品,雖曆經數千年風雨,依然色彩豔麗如新。除非把金放入腐蝕性極強的“王水”中,金在其他酸堿溶液中很難溶解。
(8)易生成合金。許多金屬能與金形成合金的原因,在於這些金屬的原子半徑與金的原子半徑非常接近。把金與其他金屬在一起熔化,可以形成金銀合金、金銅合金、金鉑合金、金鈀合金等,不僅可降低其熔點,而且還能改變金本身的機械性能,明顯提高金的硬度,首飾匠們廣泛利用了這一特點。
(9)作為一種重金屬,金也有較強的吸收x射線的特性,對紅外線的反射能力接近100%。
二、金的成因
世界上的黃金寶藏,主要以岩金和沙金兩種形態蘊藏於地下,此外還有伴生金。那麼,岩金和沙金,各是如何形成的呢?
據科學家測定與推斷,大約在26億年前的太古代,火山噴發把大量的金元素從地核中沿著裂隙,帶到地幔和地殼中來,後經海洋沉積和區域變質作用,形成最初的金礦源。大約在1億年前的中生代,因受強大地質構造運動作用,地殼變形褶皺,露出海麵,金物質活化遷移富集,形成金礦田,即人們所說的岩金。
在岩金富集地帶,岩石氧化後往往留下許多自然金。地表淺層的岩金,經過數千萬年的風化與剝蝕,岩石變為沙土。因金的性質穩定,因而被解離為單體,在河水的搬運過程中,又因其比重大,因而在河流的穩水處沉積下來,於是形成沙金礦。同時,由於沙金具有“親和力”,在河水搬運的過程中由小滾大,形成大小不等的顆粒金。迄今為止,人類發現的最大的金塊重達280公斤,產自美國的加利福尼亞州。
大自然變遷中形成的黃金礦床,大致可劃分為三大類:岩金礦床、沙金礦床和伴生礦床。在世界上,岩金、伴生金和沙金的儲量比例,大約為70∶15∶15。其中,岩金礦床,又可劃分為若幹成因類:岩漿熱液型、變質熱液型、火山熱液型、沉積變質型、熱水溶濾型和變質礫岩型等。各種類型的金礦床,在世界總儲量中所占的比例,依次約為:變質礫岩型56%,變質熱液型12%,伴生金10%,沙金9%,岩漿熱液型及火山熱液型7%,熱水溶濾型1%。