Element Gold - Chemie

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

 

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:

Symbol

OZ

Kurzform

1s

2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

5s

5p

5d

5f

6s

6p

6d

6f

Au

79

[Xe] 4f14 5d10 6s1

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

1

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Gold-Atom zu trennen.

1. IE:

9,22553 eV

2. IE:

20,20 eV

3. IE:

eV

4. IE:

eV

5. IE:

eV

6. IE:

eV

 

Elektronenbindungsenergie

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

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p1/2	2p3/2
80725	14353	13734	11919

 

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p1/2	3p3/2	3d3/2	3d5/2
3425	3148	2743	2291	2206

 

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p1/2	4p3/2	4d3/2	4d5/2	4f5/2	4f7/2
762,1	642,7	546,3	353,2	335,1	87,6	84

 

OI	OII	OIII	OIV	OV
5s	5p1/2	5p3/2	5d3/2	5d5/2
107,2	74,2	57,2

 

Weitere Daten

 

Spektrallinien des Golds

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

 

 

Gold gilt als das edelste der Edelmetalle - und dennoch bildet es - im Gegensatz zu den Edelgasen - eine ganze Reihe verschiedener Gold-Verbindungen aus. Die Oxidationsstufen reichen von -1 bis +5, wobei Au(I) und Au(III) die Gold-Chemie dominieren.

Gold(I) ist der am häufigsten auftretende Oxidationszustand; In Au(I)-Verbindungen sind die Atome typischerweise linear angeordnet, wie zum Beispiel beim Gold(I)-cyanid, die lösliche Form von Gold, die im Bergbau angetroffen wird.

Au (III) ist der andere üblicher Oxidationszustand. Die Goldatome in Au(III) -Komplexen sind - wie andere d⁸ -Verbindungen - typischerweise quadratisch planar.

Gold reagiert bei keiner Temperatur mit Sauerstoff und ist bis zu 100 °C auch gegen den Angriff von Ozon beständig.

Einige freie Halogene reagieren mit Gold. Bei hoher Hitze wird Gold von Fluor stark angegriffen; es bildet sich Gold (III)-Fluorid. Goldpulver reagiert bei 180 ° C mit Chlor zu AuCl₃. Mit Brom bildet es Gold(III)-bromid und mit Iod reagiert es äußerst langsam zum Monoiodid.

Gold löst sich bei Raumtemperatur leicht in Quecksilber unter Bldung eines Amalgams und bildet bei höheren Temperaturen Legierungen mit vielen anderen Metallen. Diese Legierungen werden verwendet, um die Härte und andere metallurgische Eigenschaften zu verändern, die Schmelzpunkte zu beeinflussen oder exotische Farben zu erzeugen.

Von den meisten Säuren (Fluorwasserstoffsäure, Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Iodwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure) wird das Metall nicht angegriffen. Es reagiert jeoch mit Selensäure zum entsprechenden Selenat:

2 Au + 6 H₂SeO₄ → Au₂(SeO₄)₃ + 3 H₂SeO₃ + 3 H₂O.

Am häufigsten wird jedoch Königswasser verwendet, um metallisches Gold zu lösen (siehe dort).

Salpetersäure oxidiert das Metall zu Au³⁺-Ionen, jedoch nur in äußerst winzigen Mengen, die in der reinen Säure aufgrund des chemischen Gleichgewichts der Reaktion normalerweise nicht nachweisbar sind. Diese Ionen werden jedoch durch Salzsäure aus dem Gleichgewicht entfernt, wobei AuCl₄^--Ionen oder Chlorgoldsäure gebildet werden, die weiter oxidiert werden können.

Schießlich ist Gold auch gegen den Einfluss der meisten Basen beständig: Es reagiert nicht mit wässrigem, festem oder geschmolzenem Natrium- oder Kaliumhydroxid - Setzt man einer basischen Lösung jedoch Natrium- oder Kaliumcyanid zu, dann bilden sich - soweit auch Sauerstoff gegenwärtig ist, lösliche Gold-Komplexe.

In Lösung befindliche Gold-Ionen werden leicht reduziert und durch Zugabe eines anderen Metalls als Reduktionsmittel als metallisches Gold ausgefällt. Das zugesetzte Metall wird dabei oxidiert und löst sich auf, wodurch das Gold aus der Lösung verdrängt und als fester Niederschlag gewonnen werden kann.

 

Chemische Daten

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Golds:

E0 (V)	Nox	Name Ox.	Ox.	e-	⇔	Red.	Name Red.	Nox
-0,6	+ I	Dicyanoaurat(I)-Anion	[Au(CN)2]-	+ e-	⇔	Au (s) + 2 CN-	Gold	0
0,56	+ III	Tetraiodogold(III)-Anion	[AuI4]-	+ 3 e-	⇔	Au (s) + 4 I-	Gold	0
0,58	+ I	Diiodogold(I)-Anion	[AuI2]-	+ e-	⇔	Au (s) + 2 I-	Gold	0
0,85	+ III	Tetrabromoaurat-Anion	[AuBr4]-	+ 3 e-	⇔	Au (s) + 4 Br-	Gold	0
0,93	+ III	Tetrachlorogold(III)-Kation	[AuCl3]-	+ 3 e-	⇔	Au (s) + 4 Cl-	Gold	0
0,96	+ I	Dibromoaurat(I)-Anion	[AuBr2]-	+ e-	⇔	Au (s) + 2 Br-	Gold	0
1,15	+ III	Dichlorogold(III)-Anion	[AuCl2]-	+ 3 e-	⇔	Au (s) + 2 Cl-	Gold	0
1,52	+ III	Gold(III)-Kation	Au3+	+ 3 e-	⇔	Au (s)	Gold	0
1,83	+ I	Gold(I)-Anion	Au+	+ e-	⇔	Au (s)	Gold	0

 

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

 

 

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

 

[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.

 

---

---

Geschichtliches zum Thema / historische Dokumente

---

---

Gruppenelemente - Informationen

---

---

Einzelne Verbindungen

---

---

Mineralogie

---

---

Journale, Fachzeitschriften

---

---

Dissertationen

---

---

Newsarchiv

 

---

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 02.02.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/gold.php