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Element Gold - Chemie

Information zur Chemie des Goldes.



Gold

Gold - chemisches Symbol Au (lateinisch: Aurum), Ordnungszahl 79 - ist ein rötlichgelbes (goldgelb), in kubisch dichtester Kugelpackung kristallisierendes, äußerst gut walzbares und dehnbares chemisches Element aus der Gruppe der Übergangsmetalle (Kupfergruppe; Edelmetalle, Münzmetalle).

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Gold

Bezeichnung:Gold Andere Namen:[Aurum] Symbol:Au Ordnungszahl:79 Atommasse:196,966569(5) u Periodensystem-Stellung:11. Gruppe, 6. Periode, d-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Nebengruppenelement, Übergangsmetalle, Kupfer-Gruppe, Münzmetalle, Edelmetalle Entdeckung:Seit prähistorischen Zeiten bekannt. Bedeutung des Namens:Bereits in den alten germanischen bzw. indogermanischen Sprachen (vermutlich auch früher) verwendete Bezeichnung im Sinne von gelb glänzendes Metall = gelwa, ghel (Sanskrit jval = glänzend). Irdisches Vorkommen:In primären (Golderze) und sekundären Lagerstätten (gediegen) sowie im Meerwasser (gelöst) weit verteiltes, aber seltenes Edelmetall. Englischer Name:Gold CAS-Nummer:7440-57-5 InChI-Key:PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N

 

Das Gold-Atom

Das Au-Atom - und damit das chemische Element Gold - ist eindeutig durch die 79 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Gold-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Gold-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Gold-Vorkommen bestehen nur einem Gold-Nuklid; es besitzt die Massenzahl 197. Die relative Atommasse des Goldes wird mit 196,966569(5) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

Elektronenkonfiguration des Golds im ungeladenen Grundzustand:

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Au79[Xe] 4f14 5d10 6s1 226261026101426101

 

Ionisierungsenergien

1. IE: 9,22553 eV2. IE: 20,20 eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Gold-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
80725143531373411919

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
34253148274322912206

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
762,1642,7546,3353,2335,187,684

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
107,274,257,2--

 

Weitere Daten

Atomradius:174 pm (berechnet)
135 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:136(6) pm (nach Cordero et al.)
124 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
121 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
123 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:10,21 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,960; ωL1: 0,117; ωL2: 0,358; ωL3: 0,313 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,074; F13: 0,615; F23: 0,125 Austrittsarbeit:5,1 eV

 

Spektrallinien des Golds

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Golds mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Gold-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:2,54 nach Pauling
1,92 nach Allen
Elektronaffinität:2,308 610(25) eV bzw. 222,747(3) kJ mol-1Oxidationsstufen:+ 3, + 1 - 1, + 5

 

Standardpotentiale

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-0,6+ IDicyanoaurat(I)-Anion[Au(CN)2]-+ e-Au (s) + 2 CN-Gold0
0,56+ IIITetraiodogold(III)-Anion[AuI4]-+ 3 e-Au (s) + 4 I-Gold0
0,58+ IDiiodogold(I)-Anion[AuI2]-+ e-Au (s) + 2 I-Gold0
0,85+ IIITetrabromoaurat-Anion[AuBr4]-+ 3 e-Au (s) + 4 Br-Gold0
0,93+ IIITetrachlorogold(III)-Kation[AuCl3]-+ 3 e-Au (s) + 4 Cl-Gold0
0,96+ IDibromoaurat(I)-Anion[AuBr2]-+ e-Au (s) + 2 Br-Gold0
1,15+ IIIDichlorogold(III)-Anion[AuCl2]-+ 3 e-Au (s) + 2 Cl-Gold0
1,52+ IIIGold(III)-KationAu3++ 3 e-Au (s)Gold0
1,83+ IGold(I)-AnionAu++ e-Au (s)Gold0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Golds

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Edelmetalls Gold auf.

Schmelzpunkt:1064,18 °C Schmelzenthalpie (molar):12,55 kJ mol-1 Schmelzenthalpie (spezifisch):63 kJ kg-1 Siedepunkt:2856 °C Verdampfungsenthalpie:324,4 kJ mol-1 Wärmekapazität:25,418 J mol-1 K-1 (molar)
0,129 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:162,3 K Thermische Leitfähigkeit:318 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:14,2 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:45,5 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:22,14 nΩ × m bei 20 °C Dichte:19,3 g cm-3 Elastizitätsmodul:78,5 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):173,2 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,00577 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,4 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:kubisch-flächenzentriert (fcc) Gitterkonstanten:a = b = c = 407,8 pm; Z = 4 Raumgruppe:fm3m - Nr. 225 Härte:nach Mohs: 2,5
nach Vickers: 0,216 GPa
nach Brinell: 0,245 GPa
nach Brinell (neu): 0,189 GPa (gegossen)
Magnetismus:diamagnetisch Magnetische Suszeptibilität:Χm = -28,0 × 10-6 cm3 mol-1 bei 296 K Schallgeschwindigkeit:2030 m s-1 bei Raumtemperatur

 

 

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Die nachfolgende Tabelle führt die Gold-Verteilung in verschiedenen geologischen Medien auf.

Erdkruste:0,004 mg kg-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:0,88 ppb Meerwasser:0,000004 mg L-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Sonnensystem:0,00000019 (bezogen auf Silicium, Si=1)

 

Literatur und Quellen

[1] - F. Haber:
Das Gold im Meerwasser.
In: Angewandte Chemie, 1927, DOI 10.1002/ange.19270401103.

[2] - J. B. McHugh:
Concentration of gold in natural waters.
In: Journal of Geochemical Exploration, 1988, DOI 10.1016/0375-6742(88)90051-9.

[3] - Angelika Leute:
Was macht Gold so edel?.
In: Physik in unserer Zeit, 1995, DOI 10.1002/piuz.19950260509.

[4] - B. Hammer, J. K. Norskov:
Why gold is the noblest of all the metals.
In: Nature, 2002, DOI 10.1038/376238a0.

 

 

Inhalt, Gliederung

In der nachfolgenden Liste finden Sie online verfügbare Informationsquellen zur Chemie und Physik des Goldes und der Goldverbindungen.

Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache sind in der Kategorie gold chemistry aufgeführt.


Aktuelle Berichte
Informationen, Daten zum Element
Atome, Orbitale, Radiochemie
Spezielle Teilinformationen
Geschichtliches zum Thema / historische Dokumente
Gruppenelemente - Informationen
Verbindungsklassen
Einzelne Verbindungen
Geochemie und Biogeochemie
Journale, Fachzeitschriften
Dissertationen
Artikel und Berichte



Aktuelle Berichte



Geothermalsysteme Reykjanes
Hohe Gold-Konzentrationen in Geothermal-Systemen

Meeresforscher finden auf Island extrem hohe Edelmetall-Konzentrationen in heißen Meerwasser-Quellen.

Abbildung: Geothermalsysteme auf der islländischen Halbinsel Reykjanes. Die Forscher der Studie schätzen, dass in den geothermalen Quellen der Halbinsel mindestens 10 Tonnen Gold enthalten sind.

[Foto: Mark Hannington, GEOMAR]






Informationen, Daten zum Element


Gold Verbindungen
Liste und Eigenschaften einzelner Goldverbindungen



Atome, Orbitale, Radiochemie


d-Orbitale
Grafische Abbildungen der d-Orbitale

d-Orbitale
Kurzbeschreibungen und grafische Darstellungen. Quantenwelt.de



Spezielle Teilinformationen


Aurum
Wortherkunft, Wortstämme



Geschichtliches zum Thema / historische Dokumente


Das Probieren der Münzmetalle
Historischer Text. TU Chemnitz - Format: PDF



Gruppenelemente - Informationen


Koordinations- und Übergangsmetallchemie
Vorlesungsmaterialien zur Anorganischen Chemie. FH Münster - Format: PDF

Koordinationschemie
Einführung in die Koordinationschemie der Übergangsmetalle / Inneren Übergangsmetalle. Universität Marburg - Format: PDF

Kupfergruppe
Die Elemente der Kupfergruppe im Vergleich. Rutherford online

Münzmetalle - Komplexchemie
Komplexchemie der Münzmetalle Kupfer, Silber und Gold

Übergangsmetalle
Übergangsmetalle Gruppen 3 bis 12; Innere Übergangsmetalle. Universität Marburg - Format: PDF

Übergangsmetalle
Vorlesungsskript: Chemie der Übergangselemente, Koordinationschemie, Stoffchemie - Format: PDF



Verbindungsklassen


Aurate
Goldhaltige Verbindungsklasse



Einzelne Verbindungen


Gold und Goldverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Geochemie und Biogeochemie


Goldhaltige Minerale
Informationen zum gediegenen Gold und zu Goldmineralien. Mineralien Atlas

Gold-Lagerstätten
Entstehung und Vorkommen von Goldlagerstätten. Universität Kiel - Format: PDF



Journale, Fachzeitschriften


Gold Bulletin
... ist die führende internationale Zeitschrift über die neuesten Ergebnisse aus Wissenschaft, Technologie und Anwendung von Gold. Springer - [engl.]



Dissertationen


Cyano- und Thiocyanato-halogeno-d10-metallate(I)
Synthesen und Strukturuntersuchungen von Cyano- und Thiocyanato-halogeno-d10-metallaten(I). Dissertation, 2001. FU Berlin

Goldfilme
Morphologie und Wachstum von dünnen Kupfer- und Goldfilmen. Dissertation, 2003. FU Berlin - Format: PDF



Artikel und Berichte


Ein Dutzend auf einen Streich: Grundprinzip für Legierungen entdeckt
Molekulare Metallurgen verzinken und vergolden Atome

Gold Biomineralisation
Forscher identifizieren Gene, die an Gold-Bildung beteiligt sein könnten.

Goldene Nano-Krone
Zusammengehalten über Metall-Metall-Kontakte: Großer Ring mit 36 Goldatomen. Artikel, Mai 2008

Nano-Skulpturen in Gold
Berliner Wissenschaftler klären mit einer neuen Methode die Struktur ungeladener Nanopartikel aus Gold auf.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 11.01.2019.



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