Слово «золотой» во многих культурах ассоциируется с чем-то хорошим: золотое правило, золотые руки, золотая медаль, золотые слова, да и просто все, что угодно, если оно «на вес золота». Давайте разберемся, почему этот драгоценный металл превратился в метафору и откуда появился на нашей планете.
Золото – благородный металл чистого желтого цвета. Привычный для нас красноватый оттенок в изделиях дают примеси. Это очень мягкий и в то же время тяжелый металл. В таблице Менделеева он идет под номером 79. Плотность золота 19,32 г/см³. Для наглядности, золотой шарик с диаметром 4 сантиметра весит около 1 кг. При этом золото очень пластично. По шкале Мооса его твердость всего 2,5, поэтому ученые часто экспериментируют с возможностями утончения золотого покрытия.
Происхождение
Существуют разные мифы и легенды о происхождении золота. Они красивые, но совершенно далекие от науки. По одной из версий, Солнце, миллионы раз вращаясь вокруг Земли, сплетало вокруг нее золотые нити. По мнению египтян, золотой дождь однажды обрушился на землю, и капли остались в ней в виде самородков. У скандинавов золотые залежи – это слезы богини любви Фрейи, которая тосковала по своему супругу. Однако разночтения есть не только среди народных сказаний, но и среди ученых. Несколько научных предположений о том, откуда на Земле появилось золото:
Вместе с рождением планет
По одной из версий, золото появилось на Земле миллиарды лет назад в процессе образования планеты на этапе высокой вулканической активности. При высокой температуре и давлении золото осаждалось вместе с другими тяжелыми металлами и приблизилось к недрам Земли. Так что драгоценные металлы появились задолго до зарождения живых организмов. Однако пока нет прямых спектроскопических доказательств, что такие элементы действительно образуются.
В составе метеоритов
Золотые фрагменты также входят в состав метеоритов. Вполне возможно, что метеориты, падая на Землю, формировали рассыпные залежи золота и месторождения. С учетом того, что атмосфера формировалась на протяжении миллионов лет, за это время на планету могло «обрушиться» много золота. Существуют более масштабные версии космического происхождения золота, в которых Земля сталкивалась с крупными астероидами.
Космическая пыль
Была теория, что золото образовывалось при нуклеосинтезе сверхновых звёзд. Но со временем все изменилось. Теперь ученые предполагают, что золото и другие элементы тяжелее железа образовались в результате разрушения нейтронных звёзд. Гипотеза имеет свои преимущества, потому что объясняет географическую широту распространения золота на земле. В микро- и макродозах золото присутствует в земле, воде, растениях, телах животных и даже организме человека.
Золотопроизводящие бактерии
Бактерии, которые могут синтезировать золото. Есть одноклеточные микроорганизмы без ядра (прокариоты), которые вырабатывают энергию с помощью реакции окисления неорганических соединений. Такой способ существования называют хемолитотрофией, а микроорганизмы – хемолитотрофными бактериями. Они были открыты русским микробиологом С.Н. Виноградским. Биогидрометаллургическая технология позволяет окислять сульфидные минералы и вскрывать тонкое вкрапленное золото, а также мышьяк и сурьму, которые часто находятся по соседству с драгоценными металлами. Но процесс такой добычи золота совсем не быстрый. Позже в золоторудных месторождениях России были открыты новые группы таких микроорганизмов, бактерий рода Sulfobacillus.
Применение
Конечно, наиболее часто золото используется в ювелирной промышленности. С древних времен из него делали украшения и знаки отличия. Однако, помимо эстетического применения, золото используется во многих сферах.
Инвестирование
Золото – важнейший элемент финансовой системы. Этот металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения и ограничен в своем количестве. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн.
Валюта
Золото долгие годы использовалось вместо денег. Однако как монопольный денежный товар золотые монеты утвердились только в XIX веке. Вплоть до Первой мировой выполняли лишь функцию удостоверений о наличии золота. В нашей стране Золотой стандарт потерял свою актуальность в 1937 году, когда в обращение ввели новый червонец, не конвертируемый в золото даже в теории. Сегодня выпуск денежных средств контролируется показателями ВВП. Однако осталось понятие Золотовалютного резерва, который необходим для устойчивости национальной валюты, поддержания государственной кредитоспособности и стабильности.
Промышленность
Золото используется как материал для электрических контактов. Золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат широко используются в микроэлектронике.
Также золото применяется в качестве мишени в ядерных исследованиях, покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, и специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стёкол уменьшает нежелательные тепловые потери зимой и предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами летом.
Золотые припои применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума. Золочение металлов широко используется для защиты от коррозии.
Стоматология
Золото используется при изготовлении коронок и зубных протезов наряду с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы стойки к коррозии и обладают превосходными механическими свойствами.
Фармакология
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения туберкулёза, ревматоидных артритов и другого. Радиоактивный изотоп Au используется в радиотерапии.
Пищевая промышленность
Декорирование тортов с помощью золота также возможно. Код пищевой добавки — Е175. Конечно, это очень дорого, поэтому применяется в кулинарии и пищевом производстве крайне редко. К тому же в больших количествах золото вредно для человеческого организма, так как золотые соединения токсичны, а их микроэлементы накапливаются в почках, печени и селезенке. Однако при соблюдении всех норм золото можно потреблять в пищу. Ученые подтвердили, что пищевая добавка Е175 не влияет на работу пищеварительной системы и абсолютно гипоаллергенна. В Швейцарии есть кондитерская фабрика, которая изготавливает конфеты в съедобной золотой обертке. Французы выпустили «полезную» воду, в состав которой входит коллоидное золото.
Перспективы
В 2019 году российские исследователи получили «двумерное» золото – пленку толщиной менее 10 нанометров (нм). Нанометры – крошечные единицы измерения (одна миллиардная часть метра), сопоставимые с молекулами. Ученые пошли дальше и выяснили, что золото можно превратить в двумерную структуру толщиной 3-4 нм. Но это не просто эксперимент ради интереса. Такая золотая пленка может быть использована при создании прозрачной электроники будущего.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение