Gull var det første metallet som var kjent for mennesker, ettersom det eksisterer i sin naturlige tilstand og kan bli funnet som gule nuggets i elvesenger. Egypterne begynte å bryte gull i 2000 f.v.t. I århundrer prøvde alkymister å gjøre andre metaller, som bly eller kobber, til gull. Hvis alkymister forsto den kjemiske reaktiviteten og gullatomstrukturen, ville de forstått deres innsats var meningsløs.
Kjemiske egenskaper av gull
Gull er et overgangsmetall i gruppe 11, periode 6 på det periodiske systemet. Navnet er fra det gamle engelske ordet, geolo (gul), men det er symbol, Au, er fra det latinske ordet for gull, aurum.
Til tross for alkymistenes mange anstrengelser, mislyktes deres eksperimenter. Gull er relativt ureaktiv. Den vil oppløses i en blanding av salpetersyre og saltsyre, en løsning kjent som aqua regia. (Historisk merknad: Flere Nobelprisvinnende forskere oppløste medaljene sine i akvaraegia for å unngå konfiskering under naziregimet).
Forstå Atomic Structure: Basics
For å forstå atomstrukturen i gull er det nødvendig med en generell forståelse av atomstrukturen. Tidlig på 1900-tallet foreslo den danske forskeren Niels Bohr en enkel modell for strukturen til atomer som vil være egnet til å visualisere den atomare strukturen i gull. (Historisk merknad: Niels Bohr gjemte oppløste gull Nobelmetaller i laboratoriet sitt under andre verdenskrig.)
Generelt sett a cellekjernen er den positivt ladede sentrum av et atom inneholder protoner og nøytroner. Protonene og nøytronene kalles samlet nukleoner. Den tredje viktigste subatomære partikkelen til et atom, elektroner, ligger utenfor kjernen.
Forstå atomstruktur: protoner og nøytroner
EN proton er en subatomær partikkel med en masse på 1,67 x 10-24 gram, definert som 1 atommasseenhet, og har en positiv ladning, +1. Det er antall protoner i kjernen som definerer elementet; for eksempel vil et element med to protoner være helium. Når antall protoner endres i kjernen, blir element identitet Endringer.
EN nøytron er en subatomær partikkel med en masse 1,67 x 10-24 gram, definert som 1 atommasseenhet, og har en nøytral ladning. Når antall nøytroner endres i kjernen, forblir elementets identitet den samme. En endring i antall nøytroner i kjernen betegner en isotop av samme element.
Forstå atomstruktur: elektroner
Elektroner er utenfor kjernen og har en negativ ladning, –1. Massen deres er så liten at den regnes som ubetydelig.
Niels Bohr foreslo at elektroner ferdes rundt utsiden av kjernen i baner som kalles baner. Bohr postulerte at disse orbitalene ikke er tilfeldige, og disse bestemte nivåene angir hvor langt fra kjerneelektronene er funnet.
Gull Atomic Structure: Nucleus
Med en grunnleggende forståelse av atomstrukturen kan gullatomet visualiseres.
Husk at antall protoner bestemmer elementets identitet. Gull har 79 protoner i kjernen. På et periodisk system tilsvarer atomnummeret, vanligvis tallet som ligger over symbolet for det elementet, antall protoner for det elementet.
For å finne antall nøytroner som er til stede, finn atommassen til det elementet (vanligvis plassert under symbolet). Gull har en masse på 197 atommasseenheter. Trekk antall protoner fra atommassen. For gull, 197 - 79 = 118. Gull har 118 nøytroner.
Gullens kjerne inneholder da 79 protoner og 118 nøytroner. De ekstra nøytronene reduserer frastøtingen mellom de positivt ladede protonene. Atomkreftene binder kjernen sammen.
Atomstruktur i gull: elektroner
Gull også har 79 negativt ladet elektroner; disse vil balansere de 79 positivt ladede protonene. Disse elektronene vil eksistere i bestemte orbitaler rundt kjernen. Hver bane kan inneholde en viss mengde elektroner.
Gull, i periode 6 på det periodiske systemet, har seks energinivåer. De 79 elektronene vil fylle orbitalene i disse energinivåene i henhold til mengden hver bane kan holde. Fra det første til det sjette energinivået kan antall elektroner som passer inn i hvert energinivå beregnes ved hjelp av 2n2, hvor n er energinivået.
Bruke 2n2 det første energinivået, n = 1, er 2 (1)2; eller den kan inneholde 2 elektroner. De seks første energinivåene kan inneholde henholdsvis 2, 8, 18, 32, 50 og 72 elektroner. Gull, som er en avvik mot elektronfylling, vil fylle nivåene fra laveste til høyeste energinivå, og antall elektroner er 2, 8, 18, 32, 18 og 1. Et diagram kan opprettes med seks konsentriske sirkler rundt en kjerne, og det ovennevnte antallet elektroner i hver ring.
