黄金的电离势高,难以失去外层电子成正离子,也不易接受电子成阴离子,比其他元素的亲和力微弱在自然界多呈元素状态存在,因此,黄金的化学稳定性强,这是黄金被用作货币和珠宝首饰原材料的重要原因之一。
1.黄金的化学性质
黄金虽然与银、铜等属同类元素,但其化学稳定性很强,具有很强的抗腐蚀性与铂族元素十分相近从常温到高温一般均不氧化。黄金的电离势很高,不溶于单一的盐酸、硝酸、硫酸等强酸中硒酸(H2SeO4)、碱溶液(NaOH或KOH)、酒石酸、柠檬酸、醋酸、硫化氢、水和空气等试剂或气体也不能与之相互作用。但某些单酸、混酸、卤素气体、盐溶液及有机酸等却有溶解黄金的性能。例如王水、氯水、溴水、溴化氢(HBr)、碘化钾中的碘溶液、酒精碘溶液、盐酸中的氯化铁溶液(FeC,+ HC1)、観化物溶液(NaCN、KCN)、氯(温度高于420K,1K=272.15°C)、硫代尿素CS(NH2)2、乙快(C2H2温度为753K)、硒酸和确酸、硫酸的混合酸等均可与黄金相互作用。在含有氯、硫酸或腐植酸的水中也可以溶解少量的黄金。有一个故事,就体现了黄金的这种特性。有一个珠宝店,大量的黄金被盗,警察调查是一个化学家所为在其住处和实验室搜查时,一无所获。后来警察想到此人是化学家,怀疑其对黄金做了化学处理,但搜遍了整个实验室,也没发现半点黄金的踪迹。仔细研究后,警察眼睛一亮,说:我知道他钯黄金藏在哪里了——就是实验室的王水里。最后调查果然是王水溶解了黄金,只要在王水溶液中,放入一个铜片就可以钯溶解的黄金吸附上去,并还原出来!警察果然通过这个方法找到了丢失的黄金。
黄金也可溶于碱金属、観化物、酸性的硫脲溶液、溴溶液、沸腾的氯化铁溶液,以及有氧存在的钾、钠、钙、镁的硫代硫酸盐溶液等。碱金属的硫化物会腐蚀黄金,生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些细菌的代谢物也能溶解微量金。
黄金的结晶属等轴晶系。晶体的形状常呈立方体或八面体。晶体经溶化后再凝结时,呈不规则的多角形,冷却得越慢,晶体就越大。
在自然界中,只存在金与嘛的化合物,金与汞的化合物极少。所有其他化合物都是用人工制得的。用人工方法还可以制得“雷金’,’雷金”在冲击或加热时容易爆炸。
2.黄金的地球化学性质
黄金具有亲硫性,常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉铺矿等密切共生,易与亲硫的银、铜等元素形成金属互化物。
黄金具有亲铁性,陨铁中含金(1150X10-12)比一般岩石高3个数量级,黄金经常与亲铁的和族元素形成金属互化物。
黄金还具有亲铜性,它在元素周期表中占据着亲铜和亲铁元素之间的边缘位置与铜、银属于同一副族,但在还原地质环境下,黄金的地球化学行为与相邻元素相似表现了更强的亲铁性。铜、银多富集于硫化物相内,而金、铂多集中于金属相。黄金在地球中元素丰度为0.8×10—6地核为2.6×10-6地幔为0.005X10-6地壳为0.004×10-6。黄金在地壳中的丰度只有铁的1/1X10-7,银的1/2],汞的 1/25铂的l/13。
地球上99%以上的金进入地核,黄金的这种分布是在地球长期演化过程中形成的。地球发展早期阶段形成的地壳含金的丰度较高,因此,大体上能代表早期残存地壳组成的太古宙绿岩带,尤其是镁铁质和超镁铁质火山岩组合,黄金丰度值高于地壳各类岩石,可能成为黄金矿床最早的“矿源层”。
综上所述,黄金在地壳中丰度值本来就很低,又具有亲硫性、亲铜性、亲铁性及高熔点等性质,要形成工业矿床,黄金要富集上千倍;要形成大矿、富矿,黄金则要富集几千、几万倍,甚至更高。可见,规模巨大的金矿一般要经历相当长的地质时期通过多种来源,多次成矿作用叠加才可能形成。
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