Соединения золота

Более внимательное изучение свойств "царя" металлов показывает, что оно вообще не совсем безразлично к таким активным веществам, как, например, хлор. При нагревании золота в атмосфере этого газа до 150 °С золото реагирует с ним и получается хлорид золота (III) АuСl₃. Золото реагирует и с фтором, а с бромом реакция идет даже при комнатной температуре. Кроме того, на золото действуют и другие кислоты, если только они проявляют свойства окислителей. Так, золото растворяется в смеси серной и марганцевой кислот (H₂SO₄+ + НМnO₄). В этой паре марганцевая кислота действует как сильнейший окислитель.

Золото реагирует при нагревании с селеновой кислотой, причем образуется соль золота (III) -селенат:

Следует обратить внимание на состав продуктов реакции. Как видно, в них содержится оксид селена (IV), а в селеновой кислоте степень окисления селена +6. Следовательно, и в этой реакции действовал окислитель. Одни молекулы селеновой кислоты окисляли золото, в то время как другие выполняли чистокислотные функции, связывая катионы золота в соль - селенат. Соли золота как металла мало активного, конечно, подвергаются в растворе гидролизу, поэтому и селенат можно выделить только из раствора в безводной селеновой кислоте.

Фтористая соль золота AuF₃ в воде гидролизуется полностью. Другие соли также в той или иной степени гидролизованы (сульфаты и нитраты существуют только в растворе кислот). При этом проявляется стремление золота образовывать комплексы, в которых металл входит в состав аниона. К уже названным можно добавить комплексные соединения типа кислот:

HAu(CN)₄, HAu(NO₃)₄, HAuBr₄, HAu(OH)₄ и др.

Соли кислоты НАu(ОН)₄, называемые ауратами, в воде растворимы у щелочных и щелочноземельных металлов. Другие металлы тоже могут образовывать аураты, но плохо растворимые в воде.

При добавлении к ауратам кислоты они разлагаются, и из раствора выделяется осадок гидроксида Аи(ОН)₃:

Выделение осадка начинается уже при нейтральной реакции первоначально щелочного раствора. Это указывает на непрочность комплексной кислоты НАu(ОН)4. По общему правилу соли прочнее кислот.

Золото может проявлять и степень окисления, равную единице. Это означает, что оно отдает для образования химических связей один электрон. Хлорид золота AuCl получается при нагревании золота в атмосфере хлора до 190 °С (при менее высоких температурах золото тоже окисляется хлором, но тогда получается хлорид золота (III)). Оксид Au₂O можно получить нагреванием гидроксида АuОН. Гидроксид выделяется при обработке щелочами солей, например хлорида AuCl:

Оксид золота (I) разлагается на золото и кислород при нагревании до 200 °С. Оксиды окрашены в темные цвета: оксид золота (I) - серо-фиолетовый, оксид золота (III) - черно-бурый. Окраска указывает на слабую связь электронов. Чем темнее вещество, тем большее число квантов поглощает оно из потока падающего на него видимого света. Поглощение означает переход электрона в молекулах вещества на более высокие уровни. Уровни слабо связанных электроноз расположены тесно, интервалы между ними невелики и поэтому неустойчивые соединения часто более или менее отчетливо окрашены.

При рассмотрении соединений золота нам приходится констатировать неустойчивость его соединений с кислородом. В самом деле: оксиды получаются только косвенным путем, прямо золото не реагирует с кислородом, даже и при нагревании, гидроксиды непрочны, оксиды легко распадаются и т. д. Почему так?

Примем во внимание, что атом золота в системе Д. И. Менделеева стоит на 79 месте,- в нем, следовательно, 79 электронов,. Кислород (а также и галогены) стремится приобрести отрицательный заряд, и часть электронов (один или три) от золота переходят при образовании соединений к кислороду (однако не "целиком", так как связи имеют отчасти "ковалентный характер"). Огромное число оставшихся у иона золота электронов отталкивает ионы кислорода (или галогена) и понижает прочность химической связи в оксидах золота. К этому надо добавить и влияние большего радиуса атома Аu.

Большие рыхлые электронные оболочки тяжелых металлов затрудняют образование прочных соединений, но устойчивость соединений возрастает, когда объемистый катион "со всех сторон" окружается анионами. Практически выражение "со всех сторон" не следует понимать буквально - ведь между анионами действуют силы отталкивания. Как было указано, комплексные соединения золота характеризуются координационным числом 4. Оно часто встречается в химии этого элемента. Ион золота окружен четырьмя отрицательными соседями в соединениях H[AuCl₄] H[Au(CN)₄] и др.

Области применения золота. Золото используют в виде сплавов с платиной для изготовления специальной химической аппаратуры. Фотографические снимки иногда тонируют при помощи препаратов золота. Медики применяют соединения этого металла для лечения некоторых болезней (полиартрит) и в стоматологической практике. Очень широко применяется золото в ювелирном деле для изготовления всевозможных украшений, но основное направление, в котором используют металл,- это валютные цели.

С древнейших времен золото служило материалом для монет. Применяли сплавы, содержащие примеси меди и серебра (около 10 %). Так называемые "пробы" сплавов для ювелирных работ указывают число частей золота в 1000 частях сплава. Так, например, проба 750 значит, что на тысячу частей сплава приходится 750 частей золота. В дореволюционной России проба указывала число золотников золота или серебра на один фунт сплава, т. е. на 96 золотников. Для золота обычны были 56-я проба, для серебра - 84-я.