寒假笔记本2:金
金\(\rm Au\)是一种金属元素,原子序数79
\(\rm Part\ I.\ 金的存在\)
金在自然界中几乎不以化合物的形式存在,因此,很早之前就已经有埃及人开采黄金作为面具、权杖。
有的时候,金也会和银形成合金。天然金的银含量通常在8~10%。有的时候也会和石英、黄铁矿的硫化物矿脉同时出现,一般以叶片、粒状、大型金块为主。
然而,自然界有时候也会存在金矿石,将近就成的情况是和一种“自己是金属还是非金属”都搞不清楚的元素碲\(\rm Te\)形成碲化金(\(\rm TeAu\)),极低概率会和水银形成汞齐。
大多数时候,我们的金首饰也不是纯净。我们用K这个字母表示黄金含量。\(\rm 1K = \frac{1}{24}\)。
\(\rm Part\ II.\ 理化性质\)
\(\large \rm I. \text{物理性质}\)
- 熔点:\(\rm \text{1063 - 1069℃}\)
- 沸点:\(\rm 2070℃\)(没错还有沸点)
- 密度:\(\rm 19.32g/cm^3\)
- 比热容:\(\rm 0.13kJ/(kg\cdot K)\)
金是延展性最好的金属,1g金可以被打成1平方米的薄片。金叶甚至可以被打薄至半透明,透过金叶的光会显露出绿蓝色,因为金反射黄色光及红色光能力很强。
金也算是非常耐腐蚀的金属之一(别跟我说王水)。
\(\large \rm II. \text{化学性质}\)
金真的非 常 稳 定。
首先,金的氧化物并不是通过和氧气反应得到的,这一点足以让氧老二丢了面子;其次,他只能溶于王水(懂的都懂)、硒酸(我估计你都没听说过)、高氯酸(六大无机强酸之首)、氟王水(氢氟酸\(\rm HF\)和浓硝酸混合)等氧化性较强(很强)的物质里。
另外,受热后金和氟老大可以在点燃的条件下反应:\(\rm 2Au+3F_2 \xlongequal{点燃}2AuF_3\)。
金的氧化钛主要有: +3(主要), -1,0,+1,+2,+5,其中+3与+1比较常见。这玩意比较复杂,看看就好,有兴趣的同学可以来研究一下这篇文章,我们来举几个例子:
-
+1价态:主要是氯化亚金\(\rm AuCl\)这玩意贼不好找,在氯金酸186.8~247.3℃分解时会产生(一定是这个温度!)
-
+3价态:一个是氯化亚金\(\rm AuCl_3\),也是氯金酸分解产生;一个是三氧化二金\(\rm Au_2O_3\),制取方法\(\rm 2Au(OH)_3=Au_2O_3+3H_2O\);最后一个是氢氧化金\(\rm Au(OH)_3\),制取方法不太方便,可以参照氢氧化金_百度百科 (baidu.com)来看。
还有一个必须要说:氯金酸\(\rm H[AuCl_4]\),他是金和王水反应的产物\(\rm Au+HNO_3+4HCl=H[AuCl_4]+NO(g)+2H_2O\)。同时,金和氢氧化钠与过氧化氢的混合物也可以翻译 -
-1价态:金化铯\(\rm CsAu\),具有半导体性质。
金化铯_百度百科 (baidu.com)。
金化四甲基铵\(\rm N(CH_3)_4Au\)也是其一。
金化四甲基铵_百度百科 (baidu.com) -
+5价态:五氟化金\(\rm Au_2F_{10}\),没错,是2和10而不是1和5。
-
+2价态过于罕见,这里不做介绍