金 （常见的金属元素）

简介

金在地壳中的含量极少，在大自然中大多数呈自然金的独立矿物形式存在，主要存在形式为粒状、鳞片状和树枝状，同时也有少数自然金以不规则的状态存在。

从矿物中提取金的主要方法有混汞法、重力选矿法（简称重选法）、浮游选矿法（简称浮选法）、氰化法、无氰提金法等。金被广泛应用于食品行业中用于食品点缀、医学行业中用于镶牙材料和治疗肿瘤、仪器仪表中用于精密自动化仪器、电子工业中用于高温焊接用金合金，计算机、收音机、电视机、收录机的涂金集成电路、宇航工业中常用作低蒸气金焊料熔接电子管零件的真空密闭的缝隙和熔接宇航飞行器的各种部件、润滑材料和化学工业等行业中。

发现历史

人类最早发现和使用的金属，黄金在自然界中绝大多数以自然金矿物形式存在，具有化学惰性，不受空气和水的化学作用，具有鲜艳的橙黄色和闪亮耀眼的光泽，极易引起人们的注意，是古人最早发现的金属。

人类最早发现的黄金主要是自然金和江河湖泊的砂金。在公元前2500年的古埃及雕刻艺术品上发现有金的象形字，字形是水从头巾或木槽上流过的象形图，这也反映了太古时代淘洗砂金的操作形象。

黄金的生产历史久远，在古埃及时期大量开采尼罗河流域的非洲黄金矿床，同时印度也是主要的黄金开采国；罗马帝国时期，欧洲矿床开始大规模开采；中世纪时期，哥伦布发现新大陆，美洲的黄金大量开采，是现代黄金生产发展的鼎盛时期。19世纪后，大型黄金矿山陆续被发现和开发，黄金生产力迅速发展。19世纪后半叶人类生产的黄金就接近过去5000年的产量总和。

分布情况

金在地壳中的含量极少，其克拉值仅为5x10%，是银的1/21、铜的1/18000。金在大自然中大多数呈自然金的独立矿物形式存在，同时还会进入其他矿物晶格缺陷中，或吸附于某些矿物表面或裂隙中。

自然金有三种主要的的存在形态，分别为粒状、鳞片状和树枝状，同时也有少数自然金以不规则的状态存在。

自然金主要在高、中温热液成因的含金石脉，或火山热液与火山岩系的中、低温热液矿床中产生。同时，自然金也可再砂积矿床、砂岩和烁岩中发现，且可在一些河床中找到颗粒状或块状的砂金，海水中也有一定的自然金存在。自然金常常与自然银、黄铜矿、黄铁矿等其他矿物并存。

世界上自然金的主要产地有南非美国澳大利亚、加拿大、俄罗斯及西伯利亚等地。在中国，自然金主要分布在山东、黑龙江、湖南及青海等地

物质结构

金原子的核外电子排布为1s2s2p3s3p3d4S4P4d4f5s5p5d6s，其特点是具有充满的5d亚电子层，与4f层电子产生较为微弱的屏蔽力，因此在6s电子亚层上的电子与原子核之间的结合力较强。因此金既不易失去电子，也不易得到电子。金的原子结构使其在自然界中可以稳定存在。

金原子的排列遵循面心立方体结构。

理化性质

物理性质

通常情况下，常温下，金是外观为金黄色，有明显的金属光泽感的固体。金的熔点为1064.43 ℃，沸点为2808 ℃。20 ℃时，金的密度为19.32 g/cm³。金不溶于水，其汽化热为324 KJ/mol。金的挥发性极小，可在熔炼过程中保持较小的挥发性，且金具有所有金属中最优的延展性。

金的电学性能优良，在0 ℃时候的电阻率为2.065×10Ω/cm，。金的导电性仅次于银和铜，电导率为银的76.7%。

金具有良好的导热性能，在25 ℃时，金的导热系数为315 W/(m·K)。金的导热性仅次于银，热导率为银的74%。

金具有中等硬度，其布氏硬度介于18.5-20 kg/mm之间；莫氏硬度为2.5-3.7 ，且通常情况下其硬度会随着杂质的增多变脆变硬。纯金的抗压强度为10 Pa。；而纯金质地柔软，易磨损。在所有的金属中延展性最好，延伸率为40%—50%。

金是抗磁体，它的磁化率约为-0.15×10m/kg，但是某些金合金，如含锰的金合磁化率就很高，含大量铁、镍、钻的合金就成了强磁体。

化学性质

金的化学性质稳定。在通常情况下，在低温或高温状态下，金都不可以被氧直接氧化；碱对金无明显的腐蚀性作用；盐酸、硫酸或硝酸和金均不发生反应。

金与王水发生反应

金可溶解于混合酸中，如与具有强氧化性的王水发生反应，其中金被氧化生成三价金。

在王水中金首先被氧化成三价金离子，再与氯离子结合生成金氯络阴离子。

由于金具有优异的稳定性和良好的导电、导热性能使金在电子工业中的应用越来越广泛，如高级真空管的涂料、特殊用途的电力接头、特殊精密电子仪器用的拉丝导线、电镀金的高频导体以及高温焊接用金合金，计算机、收音机、电视机、收录机的涂金集成电路等。

宇航工业

金以它的抗腐性、抗热性、优良的导热性、导电性以及独特的化学性质，在航天领域中占有着重要地位。例如，金对红外线的反射能力接近100%，镀金用在各种宇航仪表上可以防止太阳的辐射；宇航工业常使用使用低蒸气金焊料熔接电子管零件的真空密闭的缝隙和熔接宇航飞行器的各种部件。

金在光学方面有着独特性质。金能够吸收X射线，而含有其他元素的金合金能改变与波长有关的光学性质。光亮镀金作为航天器的稳控镀层，对于控制航天器内部仪器、部件的温度起着重要作用。

金是所有金属中活性最低的催化剂。在超真空下制得的金膜能有特殊的催化作用，金还是碳氢化合物异构化与裂解化的催化剂，某些氧参与的反应用金也可以催化，此外3%钯和金的合金以及20%钯和金的合金可用在捕收铂催化剂的生产上。

润滑材料

金可以通过复合电沉积法制成固体润滑的复合材料，这种材料具有耐磨性好、防冷焊、导电和耐高低温等优点。

化学工业

在核化工和化学工业中，采用含金合金制作特定的管、板、线等材料，可以达到防腐蚀、防辐射、耐高温的效果。

黄金文化

在19世纪之前，因黄金极其稀有，黄金基本为帝王独占的财富和权势的象征，或为神灵拥有，成为供奉器具和修饰保护神灵形象的材料，一般平民很难拥有黄金。19世纪后半叶黄金产量增加，人类增加黄金需求才有了现实的物质条件，黄金从帝王专有走向广阔的社会大众，从狭窄的宫廷范畴进入平常的经济生活，从特权华贵的象征演变为资产富有的象征。

从古到今，社会与文化类型千差万别，但人们都不约而同地把黄金当作是权力与财富的象征，黄金文化源远流长，世界各地黄金博物馆众多，有哥伦比亚黄金博物馆 、南非黄金博物馆、南非金矿城博物馆、哥斯达黎加黄金博物馆、澳大利亚金矿博物馆、罗马尼亚黄金博物馆、中国招远黄金博物馆、台北黄金博物馆、日本土肥黄金博物馆、芬兰淘金博物馆和秘鲁黄金博物馆等。

安全事宜

健康危害

从事金电镀、机械师、牙科医生等与金有关的一些工作时会出现过敏性接触性皮炎；黄金属于肝毒性物质，在治疗风湿性关节炎的有机金盐的药剂中，可能会出现血尿和肾病综合征等症状。接受含有黄金药品治疗的患者可能出现皮炎、口腔炎、蛋白尿、肾病、白细胞减少的疾病，在极少数情况下，可出现血小板减少症、再生障碍性贫血以及中枢神经系统、肝脏和肺部损伤。

涂有透明质酸的金纳米颗粒具有低于金盐的弱胚胎毒性；高剂量的黄金对大鼠和兔子具有胚胎毒性，并且可能诱导致畸作用；吸入金纳米颗粒的大鼠表现出轻微的肺部炎症。

消防安全

金会与氨、氢氧化氨与王水的混合物、过氧化物形成爆炸性化合物。

预防措施

加强厂区的通风控制。必须为工人提供不受氰化物化合物影响的个人防护服和防护罩。厂区工作范围内应禁止吸烟，应禁止工人在工作场所进食或饮水。

金的纯度

纯金

经过提纯后达到相当高纯度的金称为纯金，其中，黄金一般指达到99.6%以上的纯金。中国于2011年9月1日实施了GB/T25933-2010标准，明确标明了纯金的各项参数指标。

K金饰品

用“K”表示黄金的纯度，由于制作工艺和首饰款式的无穷变化及饰品颜色的需要，单一的纯金首饰早已不能满足人们的需求，所以，在纯金材料中加入一些其他金属，如：银、铜、镍、钴等，就能使金的材料硬度起到显著的变化，而加入的金属的种类和多少，往往又决定了首饰的颜色，这种材料称为“K金”。

中国规定：含量达到99.6%以上（含99.6%）的黄金可被称为24K金。每K的含金量为4.166%，低于9K的首饰不能称之为黄金首饰。