יסוד כימי · דף עיון
79Au

זהב

זהב הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 79 וסמלו Au. הוא נמצא במחזור 6, קבוצה 11 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Xe] 4f14 5d10 6s1.

מספר אטומי79
משקל אטומי תקני196.966570(4)
קבוצה11
מחזור6
בלוקd
תצורת אלקטרונים[Xe] 4f14 5d10 6s1
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של זהב. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.

תצורת האלקטרונים של זהב היא [Xe] 4f14 5d10 6s1. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הצורות הכימיות החשובות של זהב כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 19.3 g/cm³. נקודת ההתכה היא 1 337 K (1 064 °C). נקודת הרתיחה היא 3 243 K (2 970 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא זהב וכיצד משתמשים בו?

בפועל, זהב מופיע ביישומים כגון תכשיטים, אלקטרוניקה וטכנולוגיית חלל. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

תכשיטים

זהב משמש בסגסוגות כדי לכוון חוזק, קשיות, עמידות בחום ובקורוזיה או תכונות חשמליות ומגנטיות.

אלקטרוניקה

בתחום אלקטרוניקה, זהב שימושי בזכות תכונות חשמליות או אלקטרוניות שמאפשרות הולכה, אחסון מטען או תגובה מבוקרת לאור ולשדות חשמליים.

טכנולוגיית חלל

בתחום טכנולוגיית חלל, זהב שימושי כאשר נדרשים יחס חוזק-משקל טוב, עמידות בחום ובקורוזיה או תכונות חשמליות וגרעיניות מיוחדות.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

זהב נמצא במחזור 6 ובקבוצה 11. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: פלדיום; כסף; קדמיום; פלטינה; כספית; דרמשטטיום; רנטגניום; קופרניקיום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 1
צפיפות19.3 g/cm³
נקודת התכה1 337 K (1 064 °C)
נקודת רתיחה3 243 K (2 970 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג2.54
אנרגיית יינון ראשונה890.1 kJ/mol
זיקה אלקטרונית222.7 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

ההיסטוריה של זהב משקפת את התפתחות הכימיה מן הזיהוי של חומר ועד להבנת היסוד והמספר האטומי שלו. גילוי, טיהור והבנת המבנה האטומי התרחשו לעיתים בתקופות שונות.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של זהב הוא 196.966570(4). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לזהב יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות לזהב תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.