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金-物理,机械,热,和电气性质

专业/伤风

这篇文章旨在提供一个更好的理解黄金的独特的物理和化学性质,使其能够在广泛的实际应用。

金(Au)的原子序数为79,这意味着每个金原子在其细胞核中含有79个质子。金的原子弥撒是196.967,原子半径为0.1442纳米。值得注意的是,该数字小于理论预测。

颜色起源

外电子围绕金核布置的方式与金的特征黄色有关。金属的颜色基于能带之间的电子运动。

从d波段到导带中的空位置的过渡,满足了对产生特征金色的波长的光的强吸收的条件。金色的温暖和吸引人的颜色使得它被广泛地用于饰品。

同位素的黄金

金原子核中的质子数固定在79个,而中子数可以根据原子的不同而不同,这就提供了金的几种同位素。然而,只有一种稳定的非放射性同位素可以弥补所有自然发现的黄金。

金的晶体结构

金属金具有面心立方FCC的晶体结构。这种晶体结构是金具有很高延展性的原因,因为FCC晶格主要适合于使晶格中的位错运动。这种位错运动对实现高延展性是重要的。

黄金的密度

黄金的密度是19.3 gcm-3这依赖于其原子质量以及其晶体结构。这使得黄金比某些其他常见材料相当重。欧洲杯足球竞彩例如,铝的密度为2.7 gcm-3钢铁的密度仅为7.87-3

金的熔点和沸点

纯金的熔点为1064°C。然而,当与铜或银等其他元素混合时,金合金会在不同的温度下熔化。当金从液态变成气态时,金的沸点是2860℃。

热电电导率

黄金可以有效地传递热和电,这一能力仅次于银和铜,但与这些金属不同的是,黄金不会褪色,这使得它在电子产品中至关重要。

金在20℃时的电阻率为0.022微欧姆,热导率为310 W m-1K-1在相同的温度下。黄金的耐腐蚀性可能是其最有价值的属性之一。电极电位是一种有益的技术,用于引起金属蚀刻的倾向。

相对于氢气测量电极电位,并且可以为如下所示的金属制备电化学系列。黄金在系列中取代顶部,毫无疑问,表示其高耐腐蚀性。实际上,该金属仅通过硝酸和盐酸(Aqua Regia)的混合物来腐蚀。即使在日常使用时,黄金也不会玷污。

表格1。金及相关元素的电极电位

电极电位(V) 元素
+1.5 黄金
+ 0.8
-0.4
-0.8
-1.66

可锻性

黄金具有高度的延展性(一种材料在压缩过程中发生变形的程度)。在退火状态下,黄金可以冷锤成一个半透明的薄片,厚度为0.000013厘米。一盎司黄金可以被锤打成一块覆盖9米多的薄片2和0.000018厘米厚。

延性

黄金具有延展性(一种材料在张力失效前的延伸程度),一盎司黄金可以被拉入80公里(50英里)长的细金丝(直径5微米)中,以产生电触点和粘接线。

年轻的模量

材料的杨氏弹性模量与刚度或刚性有关,定义为施加的应力与产生的弹性应变之间的比率。金的杨氏模量为79 GPa,与银相当相似,但大大低于钢或铁。

金的硬度

硬度可以定义为材料抵抗表面磨损的能力。传统上,材料的相对硬度是用一份材料列表来评估的,该欧洲杯足球竞彩列表中的任何材料都会刮掉低于该列表的任何材料。因此,已知最坚硬的物质钻石以10的硬度排名第一,而滑石粉以1的硬度排名垫底。

在这种规模上,黄金的值为2.5至3,这意味着它是一种柔软的金属。为了更精确的测量,施加维氏硬度测量,这表明黄金在退火条件下具有约25HV的值。

生物相容性

黄金在人体内具有卓越的生物相容性(其用作牙科合金的主要原因),因此,有几种直接应用金作为医疗材料。黄金也具有高度的细菌定植抗性,因此是有感染风险的植入物的优选材料,例如内耳。

氧化态

基于已知的氧化态+1和+3,金形成几种有趣的化合物。金色化学品包含氰化物,卤化物和硫化物。

表2。金的性质概述

财产
原子量 196.97
原子数 79
自然存在的同位素数量 1
熔点°C 1064.
晶体结构 FCC.
密度gcm.-3 19.3
导热率为w m-1K-1 310.
电阻率微欧姆M在20°C下 0.022
杨氏模量E GPa 79
硬度高压 25
拉应力MPa 124
0.2%证明应力MPa 30.
泊松比 0.42

金在纳米尺度下的性质

重要的是要区分金的本体形态和它以微小纳米颗粒形式出现时所显示的性质。欧洲杯猜球平台在纳米尺度上,金的性质可以明显不同。悉尼科技大学的Mike Cortie教授在一篇论文中解释了这些差异。

纳米级金的金的独特性能使其在越来越多的应用中使用,包括化学加工和污染控制中的催化剂,以及用于生物医学标记的胶体。

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