Zlato bolo prvým kovom široko známym ľuďom, pretože existuje v prírodnom stave a v korytách riek sa dalo nájsť ako žlté nugetky. Egypťania začali ťažiť zlato v roku 2 000 p. N. L. Alchymisti sa celé storočia snažili premeniť ďalšie kovy, napríklad olovo alebo meď, na zlato. Keby alchymisti pochopili chemickú reaktivitu a atómovú štruktúru zlata, pochopili by, že ich úsilie je márne.
Chemické vlastnosti zlata
Zlato je prechodný kov v skupine 11, perióda 6 na periodickej tabuľke. Jeho názov je zo staroanglického slova, geolo (žltý), ale je to symbol, Au, je z latinského slova zlato, aurum.
Napriek veľkému úsiliu alchymistov ich experimenty zlyhali. Zlato je relatívne nereaktívny. Rozpustí sa v zmesi kyseliny dusičnej a chlorovodíkovej, roztoku známeho ako aqua regia. (Historická poznámka: Niekoľko vedcov ocenených Nobelovou cenou rozpustilo svoje medaily v aqua regia, aby sa vyhli konfiškácii za nacistického režimu).
Pochopenie atómovej štruktúry: Základné informácie
Na pochopenie atómovej štruktúry zlata je potrebné všeobecné pochopenie atómovej štruktúry. Na začiatku 20. storočia dánsky vedec Niels Bohr navrhol jednoduchý model pre štruktúru atómov, ktorý bude vhodný na vizualizáciu atómovej štruktúry zlata. (Historická poznámka: Niels Bohr počas druhej svetovej vojny schoval rozpustené zlaté Nobelove kovy vo svojom laboratóriu.)
Všeobecne platí, že a jadro je kladne nabitý stred atómu obsahujúce protóny a neutróny. Protóny a neutróny sa súhrnne nazývajú nukleóny. Tretia hlavná subatomárna častica atómu, elektróny, sa nachádza mimo jadra.
Pochopenie atómovej štruktúry: protóny a neutróny
A protón je subatomárna častica s hmotnosťou 1,67 x 10-24 gramov, ktoré sú definované ako 1 jednotka atómovej hmotnosti a majú kladný náboj +1. Je to počet protónov v jadre, ktorý definuje prvok; napríklad prvkom s dvoma protónmi bude hélium. So zmenou počtu protónov v jadre sa zmenil aj identita prvku zmeny.
A neutrón je subatomárna častica s hmotnosťou 1,67 x 10-24 gramov, definovaných ako 1 jednotka atómovej hmotnosti, a má neutrálny náboj. Pretože sa počet neutrónov mení v jadre, identita prvku zostáva rovnaká. Zmena počtu neutrónov v jadre označuje izotop toho istého prvku.
Pochopenie atómovej štruktúry: elektróny
Elektróny sú mimo jadra a majú záporný náboj, –1. Ich hmotnosť je taká malá, že sa považuje za zanedbateľnú.
Niels Bohr navrhol, aby elektróny cestovali po vonkajšej strane jadra v dráhach nazývaných obežné dráhy. Bohr predpokladal, že tieto orbitaly nie sú náhodné a tieto určené hladiny označujú, ako ďaleko od jadra sa nachádzajú elektróny.
Atómová štruktúra zlata: jadro
So základným pochopením atómovej štruktúry možno atóm zlata vizualizovať.
Pripomeňme, že počet protónov určuje identitu prvku. Zlato má 79 protónov v jeho jadre. V periodickej tabuľke atómové číslo, zvyčajne číslo umiestnené nad symbolom tohto prvku, zodpovedá počtu protónov pre tento prvok.
Ak chcete zistiť počet prítomných neutrónov, vyhľadajte atómovú hmotnosť tohto prvku (zvyčajne sa nachádza pod symbolom). Zlato má hmotnosť 197 atómových hmotnostných jednotiek. Odčítajte počet protónov od atómovej hmotnosti. Pre zlato 197 - 79 = 118. Zlato má 118 neutrónov.
Zlaté jadro teda obsahuje 79 protónov a 118 neutrónov. Dodatočné neutróny znižujú odpor medzi pozitívne nabitými protónmi. Jadrové sily viažu jadro spolu.
Atómová štruktúra zlata: elektróny
Zlato taktiež má 79 záporne účtované elektróny; tieto vyrovnajú 79 kladne nabitých protónov. Tieto elektróny budú existovať na určených orbitáloch okolo jadra. Každý orbitál môže obsahovať určité množstvo elektrónov.
Zlato v 6. období periodickej tabuľky má šesť energetických úrovní. 79 elektrónov vyplní orbitaly v týchto energetických úrovniach podľa množstva, ktoré môže obsahovať každá obežná dráha. Od prvej do šiestej energetickej úrovne sa počet elektrónov, ktoré sa zmestia do každej energetickej hladiny, dá vypočítať pomocou 2n2, kde n je energetická úroveň.
Pomocou 2n2 prvá energetická úroveň, n = 1, je 2 (1)2; alebo môže obsahovať 2 elektróny. Prvých šesť energetických úrovní môže obsahovať 2, 8, 18, 32, 50 a 72 elektrónov. Zlato ako anomália výplne elektrónov naplní úrovne od najnižšej po najvyššiu energetickú hladinu a počet elektrónov je 2, 8, 18, 32, 18 a 1. Môže byť vytvorený diagram so šiestimi sústrednými kruhmi okolo jadra a vyššie uvedeným počtom elektrónov v každom kruhu.