Aurul: elementul și metalul

Dosar - Aurul, magia alchimiștilor

Claire König

Profesor de științe ale naturii

Publicat pe 28.01.2019

Modificat la 02/06/2019

Publicat pe 28.01.2019 - Modificat pe 02.06.2019

Aurul: material nobil, moneda de referință, magia și misterul a ceea ce este rar și prețios, aurul nu lasă pe nimeni indiferent. Să descoperim elementul, metalul, un pic și al miturilor care sunt legate de el și de istoria sa.

Aurul, magia alchimiștilor

Aurul: elementul și metalul

Zăcăminte de aur și extracția acestuia

Tehnologii: aliaje, aurire și utilizări ale aurului

Primele aururi din lume: de la mitul lui Iason și lână de aur până la regele Midas

Povestea pionierilor goanei după aur

Aurul în Franța, exploatarea unui El Dorado

Piața aurului

Aurul: de la alchimie la chimia modernă

Bibliografie și referințe despre aur

Elemente native

Metale

Nemetale

Aurul și scoarța terestră

Simbolul Au
Sistem: cubic
Densitate: d: 15,5 - 19,3
Duritate: 2.7
Proprietăți: ușor dure, foarte grele, ductile, maleabile
Decolteu: nu
Culoare: galben sau roșu sau alb chiar verde.
Luciu: metalic strălucitor
Transparență: opac
Foarte ușor asociat cu Ag, dar și cu Cu.
Metal și mineral rareori în cristale nete (octaedre). La agregatele înfrățite, lamele, reticulate, dendritice, arborescente, filiforme .

Minereuri principale de aur

Calaverit(Au, Ag) Te2 cu un conținut teoretic de 43,59% aur, monoclinic.
Krennerite are aceeași formulă, dar nu același sistem de cristal, rombic.

Nagyagite Pb13Au2Sb3Te6S16 cu un conținut de 8,33%, sistem rombic.
Petzite Ag3AuTe2 sau (Ag, Au) 2 Te, conținut de aproximativ 25%, sistem cubic .

Hessite, Ag2Te mineral adesea asociat cu cantități mari de aur.
Sylvanite AgAuTe4 sau Te2, conținut de aproximativ 25%, sistem monoclinic .

Nuggets Placer, aur metalic, sunt cristalizate în sistemul cubic centrat pe fețe (cea mai mare pepită cunoscută care cântărește 350 kg se numește Bill End și provine din New South Wales din Australia).

Diagrama triunghiulară Au-Ag-Cu care dă culorile aurului în funcție de concentrațiile celorlalte metale prezente.

Proprietăți atomice

Proprietăți fizice

Proprietăți mecanice variază în funcție de impuritățile reziduale și de tratamentele pe care le-a suferit aurul înainte de testare, dar aurul este un material foarte ductil, este posibil să îl întindeți până la obținerea firelor foarte fine.
Un material ductil are:
• alungire semnificativă, • gât. "data-url ="/sciences/definition/physique-ductilite-2074/"data-more =" Read more "> ductilitatea, maleabilitatea și lipiciositatea frunzelor de aur sunt proprietăți foarte remarcabile ale aurului. Să cităm de exemplu că, cu un gram de aur se poate face o sârmă de doi kilometri! Și acesta realizează pelicule de aur cu grosime mai mică de 10 -5 mm. Cu 30 g, se poate face o foaie de 30 m 2, aceasta ca o indicație, doar pentru a fix idei ! Același lucru este valabil și pentru proprietățile termice, optice și electrice.

Aurul este diamagnetic

Electronegativitate: 2,54 (scară Pauling)
Capacitate calorică specifică: 128 J/(kg * K)
Conductivitate electrică: 09,66 10 6/m ohm
Rezistivitate: 2.04,10 -6 ohm .cm la 0 °
Conductivitate termică: 317 W/(m * K)
Coeficient de expansiune liniară: 14.66.10 -6
Primul potențial de ionizare: 890 kJ/mol
Al doilea potențial de ionizare: 1980 kJ/mol
Potențial de electronegativitate: Eo = 1,46 V sau 1,68 V conform autorilor pentru o concentrație de un ion-g de aur monovalent la 1000 g de apă și de 1,38 sau 1,39 pentru aurul trivalent.

Putem observa în continuare:

că birefringența crește cu lungimea de undă în depozitele catodice;
că aurul cu film subțire are o Rezistența R a unui conductor ohmic este coeficientul tensiunii U dintre bornele sale de intensitatea curentului I care curge prin el: R = U/I. "data-url ="/sciences/definiții/physique-resistance-electrique-364/"data-more =" Citește definiția "> rezistență electrică anormal de mare;
că rezistivitatea unui depozit de aur de doi micrometri la 20 de grade este mai mare decât cea a aurului compact;
că aurul este cel mai electronegativ metal, ceea ce îi oferă multe aplicații industriale. Băile folosite sunt cloruri, bromuri, cianuri sau ferocianuri.

Aurul pur este inalterabil

Acesta este probabil ceea ce îl face un metal atât de apreciat, mai mult decât raritatea sa. De asemenea, i-a dat o mare sarcină simbolică, de la descoperirea sa de către om. Inalterabil, ca zeii eterni, strălucind ca Soarele: numele său provine din latina aurum, adică zori. În greacă, aurul se numește crizos, o statuie din aur și fildeș se numește crizelefantină; la fel crizantema se traduce prin „floare de aur”. Aurul simbolizează astfel puterea și divinul.

Cum să explic această caracteristică ?

Aurul este un metal nobil, este sărac în electronii disponibili pentru a forma legături chimice, cunoscuți ca electroni de valență. Este remarcabil de rezistent la acțiunea substanțelor chimice. Cu aur, chiar mai mult decât cu platină, generalul
Simbol: Pd Număr atomic: 46 Electroni pe nivel de energie: 2, 8, 18, 18, 0 Masă atomică: 106,42 u Izotopii cei mai stabili: 106Pd stabil cu 60 de neutroni. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/e/9/8e9bfb01de_73840_palladiumokccwiki.jpg "data-url ="/sciences/definition/chimie-palladium-14852/"data-more =" Lire la suite "> paladiu sau argint, deoarece în atomul său, orbitele în care sunt distribuiți electronii sunt foarte strânse. Această configurație se află la originea potențialului său ridicat de ionizare, densitate și luciu galben, deci nu se poate combina cu oxigenul: nu se oxidează și nu se murdărește.

De la experimentul lui Rutherford la structura atomului

Aurul este, de asemenea, în istorie la originea unei descoperiri fundamentale, cea a structurii atomului! Lordul Ernest Rutherford s-a născut în 1871 în Noua Zeelandă, a învățat la două universități diferite și apoi și-a început cariera predând științele Teoriile stabilite de fizică se aplică în cadre bine definite.
Fizică. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/9/6/896f032c90_91933_physique-def.jpg "data-url ="/sciences/definition/physique-physique- 15839/"data-more =" Read more "> fizică la Universitatea McGill din Montreal din 1898 până în 1907. A continuat în acest domeniu în următorii doisprezece ani, dar la diferite universități. În 1919 a fost profesor de fizică experimentală. și director al Laboratorului Cavendish, Universitatea Cambridge, iar în 1920 a deținut și o catedră la Royal British Institution, Londra.

Rutherford a fost unul dintre primii și cei mai importanți cercetători în domeniul nuclear. În 1896, radioactivitatea naturală
Într-adevăr, unii atomi sunt instabili: sunt numiți „radionuclizi”. Au proprietatea de a se dezintegra spontan, de a da un alt element, prin emiterea de particule. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/0/3/e/03ef3767b8_97175_definition-radioactivite.jpg "data-url ="/sciences/definition/chimie-radioactivite- 512/"data-more =" Read more "> radioactivitatea a fost descoperită de Becquerel, descoperitorul" razelor de uraniu ". Data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/9/3/7/9371690aa6_120655_becquerel.jpg "data-url ="/sciences/personalities/sciences-henri-becquerel-1374/"data-more =" Read more "> Henri Becquerel. În acel moment, s-a înțeles rapid că radiația emisă de uraniu aparținea a trei categorii diferite. Rutherford a numit aceste raze alfa, beta și gamma după primele trei litere ale alfabetului grecesc. Razele gamma au fost similare cu razele luminoase, cu excepția faptului că lungimea lor de undă a fost extrem de scurtă. Razele beta erau fluxuri foarte rapide de electroni. În timp ce razele alfa au prezentat o inovație. Erau curenți de particule mult mai masivi decât electronii, sau de 7.000 de ori mai mulți. În ciuda acestui fapt, razele alfa păreau foarte mici, deoarece puteau trece prin straturi subțiri de materie, ceea ce niciun atom nu putea face.

Acesta este motivul pentru care Rutherford a decis să ia raze alfa pentru a-și desfășura experimentul. Scopul lui Ernest Rutherford a fost să descopere structura atomului prin observarea traiectoriilor razelor alfa prin materie. Experimentul său a fost pur și simplu să bombardeze o frunză de aur cu raze alfa.

Un ecran a fost plasat în spate pentru a percepe în mod clar rezultatele. El ar putea face această observație atunci când au apărut pete luminoase care indicau unde particulele atingeau ecranul. Cu această experiență, Rutherford se aștepta doar la o mică abatere, dar spre surprinderea sa, asta nu a primit deloc. În schimb, a obținut acest lucru (a se vedea diagrama de mai jos).

Folie de aur Rutherford.

Mai precis, aceasta înseamnă că o foarte mare majoritate a particulelor alfa au trecut prin frunza de aur (3), în timp ce altele s-au abătut la trecerea prin foaia (1) și, în cele din urmă, o cantitate foarte mică de particule a revenit puternic prin lovirea aurului. frunza (2) cu o grosime foarte minimă, adică jumătate de micrometru. Rutherford și-a făcut cunoscută performanța în 1911. El trage rapid o concluzie care pune la îndoială ideea acceptată anterior că atomii sunt sfere pline. Apare apoi o teorie revoluționară: atomul este alcătuit în principal din vid. Se naște teoria nucleară a materiei. A urmat dezvoltarea unui nou model, teoria lui Rutherford a nucleului atomic, completată foarte repede de modelul conceput de un fizician danez pe nume Niels Bohr
El este unul dintre creatorii teoriei cuantice cu modelul său atomic în 1913 și datorită influenței pe care o va avea ulterior asupra creatorilor mecanicii. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/4/3/e/43e521108b_50141916_bohr-700.jpg "data-url ="/sciences/personalities/physics-niels- bohr-240/"data-more =" Citește mai mult "> Niels Bohr care a lucrat mult timp cu Ernest Rutherford.

Modelul atomic al lui Rutherford preluat de Bohr.

În 1913, Bohr a proiectat un model care să-i poarte numele. Atomii sunt compuși din nuclee de dimensiuni neglijabile comparativ cu cel al întregului atom, nuclee care, totuși, reprezintă aproape întreaga masă a atomului. În jurul acestui nucleu se află o „procesiune” electronică. Electronii sunt localizați pe orbite fixe și se mișcă în jurul nucleului la fel ca planetele din jurul Soarelui. De aici termenul „model planetar” folosit adesea pentru a defini modelul lui Bohr. Acest model are particularitatea de a permite aplicarea teoriei cuantelor de energie. Electronii pot „sări” de pe o orbită pe alta prin câștig sau pierdere a unei cuantice de energie.

Concluzii

Atomul este alcătuit în cea mai mare parte din vid, deoarece majoritatea razelor alfa trec prin frunza de aur, ca și când nu ar exista niciun obstacol.
Masa atomului este concentrată într-un punct pe care Rutherford l-a numit nucleu. În plus, sarcina acestui nucleu este pozitivă, deoarece particulele alfa sunt respinse de nucleu.
Nucleul este extrem de mic și dens întrucât există doar o porțiune foarte mică a particulelor care sări.
Atomul este neutru, adică există atât de multe taxe pozitive cât de multe taxe negative.
Taxe negative, de masă neglijabilă, ele se învârt în jurul nucleului.

Această teorie legată de structura atomică și munca sa în fizica nucleară i-au adus premiul Nobel.

Proprietățile chimice ale aurului

198 80 Hg + 10n -> 198 79 Au + 1 1p
199 80 Hg + 10n -> 199 79 Au + 1 1p

O putem vedea, nimic de-a face cu alchimia aici! această reacție a fost obținută de Sherr și Bainbridge și a fost publicată în 1941.

Acțiunea acizilor asupra aurului

Acțiune de bază: nu prea trebuie raportat
Acțiunea sulfurilor: nici mult
Acțiunea cianurilor: vezi capitolul despre extracția aurului

Acțiune catalitică a aurului

Aur nativ pe cuarț.

Să păstrăm câțiva compuși de aur Au +. Am vorbit deja despre hidrura de aur și condițiile în care poate fi obținută.

Compuși cu clor

Există mai multe cloruri. AuCl există în 3 faze legate de echilibre chimice la diferite temperaturi și presiuni:

Compuși cu sulf

aurotiosulfati cu, de exemplu, Na3 Au (S2O3) 2. 2 H2O;
aurosulfiți în aceeași venă, Na3 Au (SO3) 2. 1,5 H2O;
aurosulfocianuri Au (NSC au zeci de mii de neuroni. GABA este un neurotransmițător găsit în NSC. Neuronii NSC produc. "data-image =" https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/ images/midioriginal/1/a/c/1accdd0ee4_104388_horloge-biologique.jpg "data-url ="/health/definition/brain-suprachiasmatic-nucleus-16304/"data-more =" Read more "> SCN) 2- sau At (SCN) 4-.

Compuși cu cianură

aurosulfocianidele Au (SCN) 2- sau Au (SCN) 4-;
aurocianuri, de fapt săruri duble de Ni de exemplu: Ni Au (CN) 22;

Același lucru este valabil și pentru Au ++, clorură, bromură și oxid AuO, obținut prin piroliza aurului trivalent hidratat între 155 și 165 de grade, adică acest compus este „confidențial”, dar există !

La fel, compușii cu Au +++ dintre care unii sunt compuși amestecați, cum ar fi, de exemplu, Rb4AuCl42PbCl4.

Toate aceste reacții sunt efectuate numai în laborator și sunt menite să arate că, în anumite condiții, putem reacționa aurul și putem obține compuși ai acestuia. Acest lucru rămâne rar și dificil !