Золото

   Зо́лото — элемент побочной подгруппы первой группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 79. Обозначается символом Au (лат. Aurum[2]). Простое вещество золото (CAS-номер: 7440-57-5) — благородный металл жёлтого цвета

  Число протонов – 79, электронов – 79, нейтронов -118
Конфигурация внешней и предвнешней электронных оболочек 5s2p6d106s1.
Валентность+1, +2, +3, +5 (чаще 1 и 3)

Внешний вид:
желт. кубические металл Кристаллические модификации, цвет растворов и паров:
Кусковое имеет желтый отраженный цвет, тонкая фольга на просвет синяя или зеленая, пары имеют зеленовато-желтый цвет. Коллоидные растворы имеют различную окраску в зависимости от степени дисперсности (например, при попадании соединений золота на кожу образуется коллоид фиолетового цвета).
Брутто-формула (система Хилла): Au Формула в виде текста: Au Молекулярная масса (в а.е.м.): 196,97 Температура плавления (в °C): 1063,4 Температура кипения (в °C): 2880 Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: не растворим 
ртуть: 0,13 (18°C)
этанол: не растворим 
Природные и антропогенные источники: Содержание золота в земной коре 0,000 000 5%. Встречается в природе в основном в самородном виде (крупнейший самородок весил 112 кг). Известны минералы в основном теллуридной природы: калаверит, сильванит, креинерит, петцит, ауростибит. Среднее содержание золота эксплуатируемых сейчас месторождений 0,001%.
Содержание растворенного золота в воде океанов 0,000 000 000 5%. Содержится в зернах, листях и стеблях кукурузы.
Плотность: 19,3 (20°C, г/см3)
Давление паров (в мм.рт.ст.): 0,01 (1403°C)
0,1 (1574°C)
10 (2055°C)
100 (2412°C)
Поверхностное натяжение (в мН/м): 1120 (1200°C)
Удельная теплоемкость при постоянном давлении (в Дж/г·K): 0,132 (0-100°C)
Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль): 0 (т) Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль): 0 (т) Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 47,4 (т) Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K): 25,4 (т) Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль): 12,55 Энтальпия кипения ΔHкип (кДж/моль): 348,5 П

Дополнительная информация:
Имеет очень высокие ковкость, тягучесть, электро- и теплопроводность. Хорошо паяется и сваривается. Практически полностью отражает инфракрасные лучи. В природе имеет только один изотоп Au-197. Твердость по Моосу 2,5.

С ртутью образует амальгаму содержащую интерметаллические соединения (AuHg2, Au3Hg)и суспензию захваченных крупинок золота. Не растворимо в кислотах (неорганических и органических) в отсутствии окислителей, растворимо в растворах цианидов в присутствии кислорода, царской водке, горячей безводной селеновой кислоте. Мелкодисперсное золото растворимо в растворе трииодида калия за счет образования дииодоаурата (I) калия. Легко растворяется в водном растворе хлора ("хлорной воде") или брома. Лучшим растворителем является насыщенная хлором соляная кислота. При 450 С 1 объем золота растворяет до 48 объемов кислорода. Растворяется в жидком теллуре с образованием теллуридов. Растворяется в концентрированной серной кислоте в присутствии ортоиодной кислоты, азотной кислоты или диоксида марганца. Хорошим растворителем золота является водный раствор тиомочевины в присутствии хлорида или сульфата железа (III). Практически все процессы растворения связаны с образованием комплексных соединений золота.

С парами брома реагирует при комнатной температуре с образованием моно- и трибромида, а выше 60 С - монобромида, с иодом - при 60-110 С с образованием моноиодида, с хлором - выше 200 С с образованием трихлорида, а около 300 С - монохлорида, со фтором - выше 300 С с образованием трифторида. Не реагирует с водородом, азотом, углеродом, кислородом, серой и селеном. При восстановлении золота оно часто не выпадает в осадок, а образует коллоидные растворы различного цвета, зависящего от размера частиц, с отрицательным зарядом частиц (золи золота).

Сплавы: Сплав золота (75%), серебра (20%) и индия (5%) называется зеленое золото и используется для изготовления ювелирных изделий. Сплав золота и платины (47:1) имеет белый цвет. Сплав 78% золота и 22% алюминия имеет рубиново-красный цвет. Сплав 75% золота, 20% палладия и 5% серебра имеет белый цвет ("белое золото"). Сплав 75% золота и 25% серебра имеет зеленый цвет, сплав 80% золота с 20% никеля имеет белый цвет.

Золото встречается преимущественно в виде самородков. В 1872 году, в Австралии был найден кусок самородного золота, весом 250 кг. Рудное или жильное золото находится в первичных месторождениях, а россыпное или промывное золото - во вторичных месторождениях (речной песок). В воде мирового океана концентрация золота исчисляется 4-10 мг./т. воды, т.е. запас золота во всей массе воды океанов составляет примерно 10.000.000.000 т. металла. Промышленная добыча золота из морской воды не выгодна. Отднако в экспериментальных работах, из морской воды удалось получить металлическое золото, путем его осаждения на ионообменных смолах, с последующим вымыванием и осаждением.
Золото содержится не только в виде самородного металла, но и в различных рудах, а также в виде растворимых комплексных соединений с сероводородом, содержащихся в глубинных геотермальных водах. Известны случаи, когда на обсадных трубах геотермальных электростанций, обнаруживали тонкий слой золота, которое осаждается в результате разложения комплексных соединений золота при подъеме на поверхность.

Получение золота.
   1. Промывка породы содержащей золото.
   2. Извлечение из породы амальгамным способом. Процесс основан на свойстве ртути растворять золото с образованием амальгамы. После растворения золота, амальгаму фильтруют от различных нерастворимых примесей (песок, оксиды и др.). При нагревании, ртуть легко отгоняется, а золото остается. Полученное золото может содержать примеси меди, серебра и других металлов, способных образовывать амальгамы с ртутью. Кроме того, этот способ получения золота, является крайне опастным для здоровья, в связи с высокой токсичностью паров ртури.   3. Извлечение из породы цианидным способом. Породу обрабатывают раствором цианида натрия при продувке кислородом (воздухом), при этом золото переходит в раствор в виде комплексной соли:

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

   Из раствора золото осаждают с помощью цинковой пыли

2[Au(CN)2]- + Zn = [Zn(CN)4]2- + 2Au

затем обрабатывают разбавленной серной кислотой, для отделения цинка, промывают, высушивают и очищают электролитическим методом, электролитом служит H[AuCl4] + HCl.

Соединения золота.
   Соединения золота (III) значительно более устойчивы, чем соединения золота (I). Золото образует два оксида - оксид золота (I), или закись золота, Au2O и оксид золота (III) или окись золота, Au2O3. В водном растворе, золото всегда образует комплексные соединения. Из золотосодержащий растворов действием хлорида олова (II) можно получить интенсивно окрашенный в темно-красный цвет коллоидный раствор золота (кассиев золотой пурпур); подобную окраску принимают соединения золота при нагревании.
   • Калия дицианоаурат(I) K[Au(CN)2] - бесцветные кристаллы с гексагoнальной кристаллической решеткой. Плотность 3,45 г/см3. Устойчив на воздухе, при нагревании разлагается. Растворимость в воде - 14,3 г в 100 г при 20 °С, малорастворим в этаноле, ацетоне и эфире. Из водного раствора кристаллизуется при добавлении спирта или кислот. При действии Zn, Al, Mn, Mg, и других восстановителей на водные растворы Калия дицианоаурат(I) выделяется Аu, при нагревании с разбавленными кислотами образуется AuCN. Калия дицианоаурат(I) легко окисляется галогенами с образованием K[Au(CN)2X2], где Х - Сl, Вr или I. Получают Калия дицианоаурат(I) взаимодействием Au с раствором KCN в присутствии Н2О2 или О2, реакцией AuCN с раствором KCN, анодным растворением Аu в растворе KCN. Калия дицианоаурат(I) - промежуточный продукт при извлечении золота из руд. Его применяют при электролитическом золочении металлических поверхностей и элементов микроэлектронных схем, как реагент для анализа белков и ферментов. Токсичен. Вызывает дерматит и стоматит, повреждает почки и головной мозг (!).
   • Тетрахлораурат(III) водорода (тетрахлорозолотая, или золотохлористоводородная кислота) H[AuCl4] - светло-желтые, гигроскопичные кристаллы в форме игл, соответствующие химическому составу H[AuCl4]·4H2O. Если осторожно нагревать тетрахлорзолотую кислоту, то она разлагается с выделением HCl и красновато коричневых кристаллов хлорида золота (III) AuCl3. Самая известная соль этой кислоты - "Золотая соль" тетрахлораурат(III) натрия Na[AuCl4], представляющий собой желтые кристаллы.
   Щелочи осаждают из растворов тетрахлорзолотой кислоты бурый гидроксид золота (III) Au(OH)3, называемый также "Золотой кислотой", т.к. это вещество обладает слабо выраженными кислотными свойствами и образует соли. При 100°С золотая кислота теряет воду, превращаясь в бурый оксид золота (III) Au2O3.
   • Резинат золота. - продукт реакции между серосодержащим эфирно-хвойным маслом ("Серный бальзам") и тетрахлорауратом(III) калия; этот продукт, нанесенный на фарфоровые изделия, после обжига оставляет слой золота с отличной адгезией к фарфору.
   • Хлорид золота (I) AuCl - белое, малорастворимое в воде вещество. Получают при нагревании хлорида золота (III) в струе диоксида углерода до 180°С. Из растворов хлорида золота (I) щелочи осаждают фиолетовый оксид золота (I) Au2O.

   Все соединения золота легко разлагаются при нагревании с выделением металлического золота. Многие органические вещества (альдегиды, некоторые спирты, глюкоза), а также ионы металлов в низших степенях окисленности (Sn2+, Fe2+ и др.) восстанавливают золото до металла из растворов его солей.

В современной медицине золото применяется для диагностики и лечения злокачественных опухолей. Помимо достаточно распространенной химиотерапии, в которой используются коллоидные растворы нанозолота, сегодня существует совершенно новый современный метод, которым предусмотрено введение в опухолевую ткань микроскопических золотых нано-капсул и воздействие на них инфракрасными лучами. При этом раковые клетки погибают, а здоровая ткань остается неповрежденной.

Для сохранения молодости золото применяется в пластической хирургии. Для этого тончайшие нити из этого металла толщиной всего несколько микрон с помощью специального проводника вводятся под кожу. Через несколько недель вокруг каждой из них формируется эластичная коллагеновая ткань, которая становится «каркасом» для кожи.

В медицине широкое применение получили препараты, содержащие соединения солнечного металла, для лечения ревматоидного артрита и полиартрита.

Впервые ауротерапия (от лат. aurum – золото) – лечение золотом артритов была применена еще в 1929 году. Новый метод оказывал выраженный и стабильный эффект. Ауротерапия и сегодня остается одним из самых эффективных методов лечения ревматоидного артрита наряду с применением нестероидных противовоспалительных средств (например, ацетилсалициловой кислоты и салицилата натрия). Механизм ее действия основан на способности соединений золота, введенных в организм, угнетать макрофаги, тормозя тем самым развитие последующих патологических иммунных реакций.

По статистике, соединения золота вызывают клиническое улучшение приблизительно у 70–80% больных, которые хорошо переносят ауротерапию, поэтому такие препараты могут считаться препаратами выбора среди базисных антиревматических средств. При этом они способствуют обратному развитию некоторых внесуставных проявлений ревматоидного артрита, например, ревматоидных узелков, анемии, похудания.

Важным преимуществом препаратов золота по сравнению с другими иммунодепрессантами является то, что их можно назначать больным с сопутствующими хроническими инфекциями или онкологическими заболеваниями.

Кроме того, некоторые препараты золота обнаружили антибактериальное действие, в частности, против Helicobacter pylori, а также антигрибковую активность.

Мнения специалистов относительно таких препаратов неоднозначны. Очевидно, что эти препараты безусловно помогают больному, но, кроме того, они дают ярко выраженный побочный эффект.

Несмотря на целебные свойства золота, чрезмерное увлечение украшениями из него может быть небезопасно для здоровья. Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам и тромбоцитопении.

В медицине наночастицы золота начали применять сравнительно недавно. В экспериментах на животных наночастицы золота вылечивали рак за счёт атрофии кровеносных сосудов опухоли. Главной целью исследований и являлась остановка этими частицами ангиогенеза в опухолях. Большинство применяемых ингибиторов ангиогенеза – антитела к фактору роста эндотелия сосудов (VEGF), молекулы которого стимулируют образование эндотелия в растущих кровеносных сосудах.

Эксперименты ученых клиники Рочестера (США, штат Миннесота) показали, что наночастицы золота блокировали функцию VEGF, не оказывая токсического действия на клетки. Это послужило основанием для предположения, что такие наночастицы можно использовать в качестве лекарства при лечении рака, но оно еще не проверялось на здоровых животных и человеке. Если же лечебное действие наночастиц окажется эффективным, их можно будет предложить как альтернативу ингибиторам ангиогенеза, у которых есть серьезные побочные действия.

Другое применение наночастиц золота в медицине – так называемая “золотая пуля” – лекарство, поражающее только болезнетворные частицы, и оставляющее нетронутыми клетки хозяина. Этот подход может сработать полностью, если использовать золото в виде наночастиц. Подход уже оправдал себя в борьбе с токсоплазмой.

Наночастицы золота различной формы “наношары” и “нанопрутья” давно привлекают внимание ученых как потенциальные помощники в лечении целого спектра болезней. Золотые «нанопрутья» активно поглощают излучение в ближнем инфракрасном диапазоне, для которого человеческое тело относительно прозрачно. Это делает их фототермальной терапии – избирательного разрушения патогенных агентов нагреванием. Все это уже позволило использовать наночастицы из золота для уничтожения клеток раковых опухолей, а также внутриклеточных паразитов Toxoplasma gondii.

Такие внутриклеточные паразиты чрезвычайно распространены и у животных, и у людей. В разных странах им могут быть инфицированы от 10 до 90% населения. T.gondii способны вызвать опасное заболевание – токсоплазмоз. Заразив клетку хозяина, со временем токсоплазма становится причиной ее гибели, после чего новые частицы переносятся током крови, заражая соседние клетки и вновь начиная цикл смертоносного взаимодействия.

Для уничтожения паразитов использовались наночастицы золота в комплексе с антителами. Антитело позволяет селективно связываться с мишенью, после чего воздействие лазерного ИК-излучения приводит к перегреву и гибели токсоплазм. Как показали тесты, после такой обработке в опытных образцах погибали от 19 до 83% паразитов.