金(goId)

元素周期表第四周期IB族元素，最重要和最常用的一种贵金属。元素符号Au，原子序数79，相对原子质量196.9665。金是金属中惟一呈黄色的金属。

金是人类最早发现和使用的少数几种金属之一。大约早在新石器时代人类就已经认识了金。在古埃及、美索不达米亚等地区，人们在公元前三千多年就已采集金制作饰物。中国使用金的历史至迟在商代开始，当时人们已掌握了制造金器的技术。考古工作者发掘出有各种金器的土墓葬或遗址的年代，最早为商代初期。如河南郑州商代早期墓葬中出土的珥形金饰，河南辉县琉璃阁殷代墓葬和安阳小屯殷墟中出土的金块、金箔、金叶，以及河北藁城台西村商代中期遗址14号墓葬中出土的金块、金片等等，都证明中国早在3500年前就已使用金，并掌握了加工制作金器的技术。至于认识金的时代就更早了。

中国古代采金业发达。据《宋史》记载，当时(公元960～1127年)全国有著名采金场14处。清代光绪十四年(1888年)产黄金13.5t，占当时世界金产量的7％，居世界第五位。

物理性质金在自然界仅有一个稳定的同位素197Au，约有24个放射性同位素，质量数由177～204，半衰期由1.85s(177Au)至183d(195Au)。

金在常温下为晶体，属等轴晶系，面心立方晶格。天然完好晶形少见，常呈不规则粒状、团块状、片状、网状、树枝状、纤维状及海绵状集合体。

纯金为金黄色，颜色随所含杂质而变化，如含银或铂时颜色变淡，含铜颜色变深。根据在试金板(石)上划下金的条痕色泽，可估计金的成色。高成色金条痕为赤黄色，含银10％时为悦目的金黄色，含银20％～30％时为草黄色，含银超过30％时则具有黄中带绿的色调，含银超过50％则丧失金所固有黄色而近于银白色。

金具有耀眼的光泽，白光下反射率平均为74％，随着含银量的增加，反射率增高。随着含银量的增加，金硬度增大(表1)，故可根据硬度来粗定金的成色。用牙齿可咬动的金，纯度皆较高。

金的挥发性极差，在高于熔点至1573K温度下几乎不挥发，但在煤气和C0气氛中挥发性大大增加。因此，在碳覆盖层下熔炼金会引起挥发损失。

金的延展性极好，1g金可拉成3500m长、直径0.0043mm的细丝，或压成面积1m2的薄片，厚度0.23x10-8mm的金箔仍很致密。金的主要物理和力学性质列举于表2。

化学性质金原子的外电子层构型为[Xe]4f145d96s1。其电子层结构为多次内层充填，即随着核电荷(或外层电子数)的增加，原子半径变化不很大，原子核与外层电子间的结合力很强，形成结构异常紧密的电子层。

金的常见价态有Au0、Au+(或金I)、Au3+(或金Ⅲ)。Au2+和Au5+很不稳定，仅见于某些配合物和富含有机质或氯化物的天然物中。一价金的化合物易分解而歧化为三价金离子和元素金：

3Au+=Au3++2Au0

金的惰性很强，无论在空气或水中，在低温或高温时都不与氧和硫直接起作用。常温下金与单一的无机酸不起作用，但王水(一体积浓硝酸和三体积浓盐酸的混合物)能溶解金：

Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O

上述反应与硝酸的强氧化性和盐酸能提供大量氯离子，从而有利于金氯配(络)离子的形成有关。

一般来说，含有氯、溴、碘的溶液都能溶解金。此时，有铵盐存在的混酸，有铖笠崩r坷fP物存在的话酞．硒酸、碲酸与硫酸的混酸、碱金属硫化物溶液，以及锭氰化物溶液、氰化物溶液、硫脲溶液、硫代硫酸盐溶液，有盐酸存在的丙酮溶液，对金都有特殊溶解作用。上述某些溶剂已被用于金的萃取或浸出金矿石中的金。

金稍溶于有氧化剂存在的盐酸、CuCl2和FeCl3溶液中。

FeSO4、Na2SO3、Na2S、SO2、木炭、草酸、甲醛、葡萄糖、抗坏血酸等都可将金的化合物还原成金。

金在加热时可与卤素反应形成AuX3或AuX型化合物(X=C1，Br，I)：

2Au+X2===2AuX

2Au+3X2======2AuX3

AuCl、AuBr和Aul皆微溶于水，并发生分解：

3AuX=======AuX3+2Au

一价卤化金可溶于氢卤酸或金属卤化物溶液，形成H[AuX4]或Me[AuX4]型配合物(Me为K、Na等碱金属)，如：

AuCl+HCl======H[AuCl2]

3H[AuCl2]========H(AuCl4]+2Au+2HCl

三价金的卤化物较一价金稳定，其中AuCl3溶于水，AuBr3微溶于水，AuI3不溶于水。

金离子的水合热(-644kJ／mol)比铜、银都高，故金离子极易形成水合配合物，如AuX3溶于水形成H2[AuCl3O]型配合物。

在金的硫化物中，以一价金的硫化物Au2S最稳定。它不溶于水(Ksp<10-3)，但可形成胶体。它不溶金舯于大多数酸，但溶解于王水之类强氧化剂、碱金属氰化物溶液，并溶解于碱金属聚硫化物溶液，生成Me[AuS]、Me3[AuS2]等类型的硫金(I)酸盐化合物。Me[Au(S2O3)]型的一价金的各种硫代硫酸盐不如四重配合物Me3[Au(S2O3)]稳定。一价金的硫代硫酸盐极易溶于水，形成[Au(S2O3)]一和[Au(S2O3)2]3-一型配(络)离子。

高温下金可与硒、碲化合形成硒化物和碲化物。同样金也可以与锑、铋化合形成锑化物和铋化物。在这些化合物中，Au(I)和Au(Ⅲ)所具有的电子构型分别为d10型和d8型，加之这两种氧化态电位很高，故主要显共价键。

金(Ⅲ)的氢氧化物具有两性，其酸性比碱性稍弱，故称金酸。它溶于碱形成金酸盐：

Au(OH)3+3Me(OH)===Me3(AuO3)+3H2O

金与汞易形成汞齐，这是金汞之间的机械混合，汞对金表面湿润并向其内部扩散形成合金，这叫汞齐化过程。混汞法提金即以此为根据。

用途金最早是以装饰、首饰等工艺品形式出现在人类生活中。中国用金制装饰品最迟在3500年前。由于金具有美丽耀眼的光泽，美观的外表和优异的性质，因而在各种装饰、首饰工艺品等中的年耗金量相当大。现将世界黄金协会对一些国家和地区1980～1991年饰品金需要量的统计数据列举于表3。从表中看出，饰品用金量增长迅速。

金在工业技术中的应用只有几十年的历史，随着现代工业，农业，航天、电子以及信息技术，新能源和新材料的发展，金的应用领域不断在扩大。

由于金的稳定性好，具有优异的延展性和韧性，良好的导电导热性，而宇航技术要求可靠性很高的无线电电子元件，使金在电子工业上的应用愈来愈广泛。金在电子工业中用作高级真空管的涂料，特殊用途的电接头，精密电子仪器中的拉丝导线，镀金的高频导体和高温焊接用的合金，以及用于制作计算机、收音机、电视机、收录机等方面的涂金集成电路等。

金在化学工业中用作核化工厂的耐腐蚀材料和人造纤维厂的尼龙喷丝头的金合金原料。

金用于生产飞机和其他空间运输工具用的镀金红外装置和热反射器，喷气发动机和火箭发动机用的涂金防热罩或热遮护板，飞机、汽车、轮船等用的涂有薄层金的挡热玻璃。

金还用于传统的镶牙、照相和制笔业中。

金矿床金在自然界呈单质状态，在地壳中含量少(地壳丰度为4×10-7％)而分散。金矿床分原生脉金矿床和次生砂金矿床。脉金矿按矿物组成又分为石英矿、硫化矿、多金属矿等。脉矿中的金叫脉金，砂矿中的金叫砂金。以前多开采砂金，20世纪世界脉金生产已超过砂金，占总产量75％以上。世界主要产金国有南非、美国、澳大利亚、前苏联、加拿大和中国。1992年世界共产黄金2216.5t，其中南非产614.1t，美国产322.2t，澳大利亚产240.0t，前苏联产237.0t，加拿大产157.4t。

提取冶金主要涉及金提取和金精炼两大过程，金再生亦属此范畴。

金提取从金矿石、金精矿或其他含金物料中分出脉石和其他组分产出粗金及其化合物的过程。根据原料不同可分为金矿石提金、含金复杂矿石提金、冶金副产物提金和海水提金，后者尚处于研究探索阶段。

含金3g／t以上的脉金矿即为可采金矿。近年来因金矿资源日趋贫乏和金价不断上涨、含金1．5g／t的矿石也被开采。脉金矿通常经过选矿富集成精矿后，再用氰化法提金；或先用重选法和混汞法提取出游离金后再用氰化法提取。砂金矿多用重选法选出精矿后再熔炼回收金；或用重选加混汞的方法提取金。从冶金副产物提金则通常采用火法或湿法冶金的方法。

(1)重选法。是基于矿石的粒度组成及密度不同而进行分选的方法。常用的重选设备有跳汰机、摇床和溜槽。现代水上开采砂金矿的设备是装有采矿、选矿、排除尾矿等机械的采金船。

(2)浮选法。对于多金属含金矿石，如金一铜、金一铅、金一锑、金一铜一铅一锌一硫等矿石，先用浮选法选出各种含金的硫化物精矿，再用不同方法提取金。脉金矿浮选所得金精矿的品位一般为80～200g／t。不含硫化物的石英质金矿和泥质多的矿石不宜用浮选法。

(3)混汞法。利用汞能湿润金表面并向其内部扩散形成合金的过程叫汞齐化过程，金与汞形成汞齐同其他金属矿物和脉石分离。所得汞齐称汞膏，汞膏经加热蒸馏除汞后得到金。此法用于处理含粗粒金的矿石，金的最高回收率仅85％，因汞性剧毒并污染环境，已渐少用。

(4)氰化法。是近代从矿石中提取金和银最有效的常用方法，包括氰化物浸出、活性炭吸附、解吸、电解沉积或锌置换和金泥熔炼等作业。在有氧的条件下，矿石中的金、银溶于碱性氰化物溶液，生成Au(CN)-2和Au(CN)-2配(络)合物。用含氰化钾或氰化钠0.03％～0.3％的溶液就可浸出金矿石中97％～98％的金。或在浸出液经活性炭吸附后，再将吸附金的载金炭进行解吸，解吸液(贵液)经电解沉积得粗金粉。

金精炼从各种原料提取所得粗金，须进一步精炼提纯。金精炼方法有高温氯化、电解、溶剂萃取和一般化学法等。粗金精炼的产品一般含金在99．9％以上，金的纯度常用开金表示。

金再生在金价不断上涨、金矿石开采品位不断下降的形势下，金的再生日益受到重视。从金及金合金废料，表层含金废料及含金废液中回收金须采用不同的方法，处理金及金合金废料的方法有熔炼法、王水或硝酸溶解法，处理表层含金废料采用选择性溶解或剥离法，处理含金废液用置换或沉淀的方法。