金：修订间差异
小 機器人 新增: stq:Gould, zh-classical:金 |
|||
| 第570行： | 第570行： | ||
[[zh-min-nan:Au (goân-sò͘)]] |
[[zh-min-nan:Au (goân-sò͘)]] |
||
[[zh-yue:金]] |
[[zh-yue:金]] |
||
[[wuu:金]] |
|||
[[zu:Igolide]] |
[[zu:Igolide]] |
||
2009年1月29日 (四) 08:11的版本
此条目页的主題是一種金屬元素。关于与「金」標題相近或相同的条目页，請見「金 (消歧义)」。
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 总体特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 名称、符号、序号 | 金、Au、79 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 系列 | 过渡金属 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 族, 周期, 元素分区 | 11族(IB), 6, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度、硬度 | 19300 kg/m3、2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 颜色和外表 | 金黄色
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 地壳含量 | 5×10-7% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子属性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子量 | 196.966569(4)原子量单位 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子半径（计算值） | 135（174）pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共价半径 | 144 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 范德华半径 | 166 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价电子排布 | [氙]4f145d106s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电子在每能级的排布 | 2，8，18，32，18，1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 氧化价（氧化物） | 3，1（两性的） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 晶体结构 | 面心立方晶格 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理属性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物质状态 | 固态 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熔点 | 1337.33K（1064.18 °C） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 沸点 | 3129K（2856°C） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 摩尔体积 | 10.21×10-6m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 汽化热 | 334.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熔化热 | 12.55 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 蒸气压 | 0.000237 帕（1337K） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 声速 | 1740 m/s（293.15K） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 其他性质 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电负性 | 2.54（鲍林标度） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 比热 | 128 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电导率 | 45.2×106/(米欧姆) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 热导率 | 317 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第一电离能 | 889.9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第二电离能 | 1973.3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第三电离能 | 2895 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
金是一种化学元素，化学符号是Au，原子序数是79。金是一種廣受歡迎的貴金屬，在幾世紀以來都被用作貨幣、保值物（store of value）及珠寶。在自然界中，金出现在岩石中的金塊或金粒、地下礦脈及沖積層中。金亦是貨幣金屬之一。金在室溫下為固體、密度高、柔軟、光亮，其延展性及延性均是已知金屬中最高的。純金的亮黃色在傳統上被認為具有吸引力。
在佈雷頓森林協定结束前，金是金本位货币制度的基石。金條的ISO貨幣代碼是XAU。
金在現代工業的應用層面有牙醫學与電子學。在傳統上，金對氧化侵蝕的高抵抗性是人们使用它的原因之一。
化學上，金是一種過渡金屬，在溶解後可以形成三價及單價正離子。金與大部分化學物都不會发生化学反應，但可以被氯、氟、王水及氰化物侵蝕。金能夠被水銀溶解，形成汞齊（但这并非化学反應）；能夠溶解銀及卑金屬的硝酸不能溶解金。以上两个性質成為黃金精煉技術的基础，分别稱為“加銀分金法”（inquartation）及“金銀分離法”（parting）。此外，硝酸可用来鉴别物品里是否含有金元素，这一古老的方法亦是英語諺語「acid test」的語源，意指用「測試黃金的標準」来測試目標物是否名副其實。
特性
延性及展性
金是金屬中延性及展性最高的──一克的金可以打成一平方米的薄片，另一角度可以說是一安士的金可以打成300平方尺。金葉甚至可以被打薄成透明，透過金葉的光會顯露出綠藍色，因為金反射黃及紅色的能力很強。
與其他物質的反應
金可以很容易便與其他金屬形成合金。那些製成的合金可以增加硬度或製造奇特的顏色（見下）。金是熱和電的良導體，亦不受地球大氣層及大部分反應物影響。熱、濕氣、氧及大部分侵蝕劑只對金有少量化學影響，令金適合作為硬幣及珠寶；相反地，鹵素可以与金起化学反应，而王水則可以通過形成氯金酸根離子（AuCl4-）溶解金。
金的氧化及還原
常見金的氧化態包括+1（一價金）及+3（三價金）。溶液中的金離子可以容易地被還原及沉澱成為金的金屬，方法是透過加入其他金屬作還原劑。所加入的金屬被氧化成为金属离子后溶于水中，而金离子被还原为0价后形成沉澱。澳洲國立大學法蘭克·理斯（Frank Reith）近期進行研究顯示微生物對金沉澱物的形成擔當一個重要角色，它們運送及沉澱金令金在沖積沉澱物中形成金粒或金塊狀[1]。
顏色
其他金屬顏色通常是银灰色的，因為它們的「電子海」能夠吸收及放出的光子頻率範圍较大，覆盖了各种色光的波长范围。金的反應則不同，因為相對論量子化學（relativistic quantum chemistry）中微妙的相對論效應影響了金原子的原子軌域[2]。
其他性質
純金是無味道的，因為它非常耐侵蝕（其他金屬的味道源自金屬離子）。另外，金的密度相當高，一立方米的金重量為19,300千克。與此比較起來，鉛的密度為11,340 kg/m³，而密度最高的元素是鋨，其密度為22,661 kg/m³。
應用
金融交易媒介
在很多國家，金是作為一種貨幣交易的標準、硬幣及珠寶被使用，純金作為平常使用會顯得太軟，所以通常會與銅及其他卑金屬形成合金來增加硬度。金在合金的含量會以克拉(k)來量度，純金被設定為24k。在1526年至1930年代流通的金幣因為硬度的關係而通常有一個22k合金的標準，稱為皇冠金（crown gold）。但在今天，金已經失去了作為日常流通貨幣角色。
收藏用金幣
在現代，金成为了作收藏或投資用途的貴金屬幣（bullion coins）。因為对抗磨損能力的要求不高，现在的金制品通常是24k的，雖然美國鷹幣（American Gold Eagle）及英國的沙弗林金幣（gold sovereign）仍然因為歷史因素而被製成22k。加拿大楓葉金幣（Canadian Gold Maple Leaf）在眾多普遍的貴金屬幣中擁有最高的金純度，為99.999%（準確度為.99999）。現代部分其他99.99%的純金金幣有「澳洲金袋鼠」（它最早以澳洲金塊（Australian Gold Nugget）的形式在1986年出現，而袋鼠主題則是在1989年加入）、部分澳洲農曆系列的金幣[3]及奧地利愛樂金幣[4]。在2006年，美國鑄幣局開始發行的美國水牛金幣（American Buffalo）亦有99.99%的純度。
珠寶
原材料
因為24k純金的柔軟性，它在作珠寶用途常會被製成合金，改變其硬度、延展性、熔點、顏色及其它特性。在22k、18k、14k或10k的合金中，會含有較高成分的銅、銀、钯或其他卑金屬。銅是卑金屬中最常用的，会使合金显出偏红的色泽。在古董及俄羅斯的珠寶當中可以见到含有25%銅的18克拉金，并以铜模铸造，形成玫瑰金。14克拉的金銅合金與部分青銅合金顏色幾乎一樣，而兩者皆可以用作製造警察或其它的徽章。藍金可以透過與鐵作合金形成而紫金可以透過與鋁作合金形成，但除了在專門的珠寶上之外就非常少见了。藍金較為脆弱所以較難使用在珠寶製作上。14克拉及18克拉的金與銀形成合金後呈綠黃色，所以被稱為綠金。白金合金可以透過金與鈀或鎳形成合金製成。白色18k金合金含有17.3%鎳、5.5%鋅及2.2%銅，並顯現出銀色。由於鎳有毒的關係，其由鎳白金鎳的排放歐洲法律限制。另外一種製造白金合金的方法可以用鈀、銀及其他白色金屬製成[5]，但由鈀所製成的合金比由鎳製成的貴很多。高克拉的白金合金比起銀或純銀（Sterling silver）的抗侵蝕能力高很多。日本工藝品木目金（Mokume-gane）充分發揮了由薄片組成的有色金合金之間的顏色對比，製造出裝飾性的木屑效果。
焊料
金製的焊錫（Solder）在利用高溫硬焊或銅焊（brazing）來連接金製珠寶的部件時使用。如果工序符合品質證明（hallmark）的話，金焊錫一定要與連接物品的克拉數值相同，而合金組合則在最高工業標準監控其克拉數值下製造，令它們的顏色與黃金或白金吻合。金焊錫通常會被製成三種不同的熔點範圍，分別是容易、適中及堅硬。透過首先使用硬度、熔點較高的焊錫，再漸漸使用較低熔點的焊錫，金匠（goldsmiths）可以利用獨立焊錫接口來組合複雜物件。
醫療
另類醫療
在中世紀，因為罕有及漂亮的物件只可能是健康的想法，金常被認為是一種對健康有益的東西（雖然實際上不是）。甚至部分現今的隱微術（Esotericism）者及另類醫療（alternative medicine）視金屬狀態的金有一種治療的力量。部分金的鹽的確有防止發炎的性質，而被用作治療關節炎及其他類似的藥物。但因為金屬狀態的金對所有體內的化學反應呈現惰性反應，所以只有金的鹽及其放射性同位素有藥理學上的價值。
牙醫學
金合金在牙科修復學（restorative dentistry）使用，特別是牙齒修復，例如牙冠及永久牙橋（bridge）。金合金的細微延展性有助創造一個與其他牙齒吻合的高貴大臼齒表面，令效果可以比用陶瓷製大臼齒的好很多。利用金臼齒在其他突出的牙齒如門牙在部分文化中受歡迎在另外一些文化則並不鼓勵。
膠體金
膠體金（Colloidal gold），是金納米顆粒的膠體溶液，在水中是深紅色，透過使用檸檬酸鹽（citrate）或抗壞血酸鹽（ascorbate）的還原反應來減少溶液中的氯化金，即氯金酸（chloroauric acid），在嚴謹控制粒子大小在幾十納米下製成。膠體金應用在醫學、生物學及材料科學的研究中。免疫膠體金標記（immunogold labeling）的技術令金粒子吸收蛋白質分子到其表面的能力得以充分發揮。有特定抗體塗層的膠體金粒子可以用作測試在細胞表面抗原的存在及位置的探針[6]。在電子顯微鏡觀察下組織的超薄部分，免疫膠體金標記在抗原所在顯示為極濃密的圓點[7]。膠體金亦組成金色塗料中的金色，用在燒製前的陶瓷上。
辐射治療
食用
金葉，不論薄片或粉末狀都會以鋪上或混合的方法用於部分美食，特別作為裝飾用在糖果及飲品中[9]。金片在中世紀歐洲以葉片、薄片或粉末形式被貴族使用在食物及飲品中，用意是突顯其財富或是一種認為罕有及珍貴的物件一定是健康的想法。用在食物添加劑的金E編碼為175。格但斯克金箔酒（Goldwasser），德文意思為"黃金水"，是一種在波蘭格但斯克及德國施瓦巴赫生產的傳統草藥利口酒，當中含有金葉片。部分昂貴的雞尾酒亦有金葉片在其中[10]。但那些金屬狀態下的金不會與身體任何化學作用起反應，所以它不會有任何味道或任何營養價值，並會在毫無改變下離開身體。
電力傳導
高能量傳導用途
金的金屬的電子密度為5.90×1022 cm-3。金有十分高的電傳導性，因此它作為電線被使用在部分高能量用途中（雖然以相同容量計算銀比金有更高的電傳導性，但金有抗侵蝕的優點）。例如金的電線在曼哈頓計劃中的原子實驗中被使用，但大型的高電流銀電線則在此計劃中的電磁型同位素分離器（calutron）的磁石中使用。
電子接件
雖然金可以被自由的氯氣侵蝕，但它的傳導性及普遍的抗氧化及抗環境侵蝕（包括能夠抵抗其他非含氯的酸）令它在電子業的工業用途十分廣泛，其使用目的在於作為所有電力接件的薄塗層來確保有一個優良的連接。例如金使用在昂貴的電子接件的連接線上，例如聲音、圖像及通用序列匯流排的連接線。在以上的用途中使用金比其他連接金屬如錫等有很大的爭議。金的接件常被影音專家批評為對大部分消費者來說是不必要的，而且被視為只是一個市場營銷的伎倆。某些電子測量儀器的接頭也會鍍金以避免氧化。但金在其他應用層面，包括高濕度或高侵蝕性大氣的電子滑觸、失敗成本極高的接觸（如部分電腦、通訊設備、航天器、噴射機引擎）仍維持高度的普遍性，而且在可見的未來不太可能被其他金屬所取代。
開關接觸
除了電力的滑觸外，金亦應用在開關（Switch）的電力接觸上，原因是金的抗侵蝕性、電導率、延性及並無毒性[11]。開關接觸通常會比滑觸受到更嚴重的侵蝕壓力。
電磁輻射的反射體
因為金是一個電磁輻射如紅外線、可見光及無線電波的優良反射體，它被用作保護層應用在很多人造衛星、保暖救生衣的紅外線保護面層、太空人的頭盔及電子戰機如EA-6徘徊者式電子作戰機。另外金在部分金CD（Gold CD）會用作反射層。
攝影調色劑
在攝影中，金調色劑被用作把溴化銀的黑白相片傳移往棕色或藍色色調，或是增加它們的穩定性。在棕褐色調（Sepia tone）相片中，金調色劑會形成紅色色調。伊士曼柯達公司列出了幾種金調色劑的公式，使用了金的氯化物[12]。
電子顯微鏡的傳導物質
金或是金與鈀的合金在掃描電子顯微鏡的觀察中，擔當了在生物樣本及其他非傳導物質如塑膠及玻璃的傳導塗層的角色。塗層會由氬等離子的濺鍍方式加上。金的高電傳導性把電荷導向地面，而其高電子密度提供掃描電子顯微鏡電子束中的電子一個停止的力量，有助限制電子束穿透樣本的深度。這樣有助增加對樣本位置及其表面形狀的測量精確度及增加圖像的空間解像度。金在電子束照射下亦會製造一個高次級發射（secondary emission）輸出，而這些低能量電子最常作為掃描電子顯微鏡的訊號來源。
其他
- 金亦可以製成金線用於刺繡上。
- 氯化金及氧化金會用作為高質素的茶色玻璃（Cranberry glass）及紅色玻璃的染色劑，會透過加入相同大小的球狀金納米粒子來形成一個深厚強烈的紅色。
- 很多比賽及榮譽如奧林匹克運動會及諾貝爾獎，會頒發一個金牌給得獎者。
- 汽車可以用金作為隔熱用途。邁凱輪F1在其引擎間隔中使用金箔[13]。
- 金會受到鉀的鹼性溶液或鈉的氰化物侵蝕及溶解，而金的氰化物是用於商業上把金電鍍在其他卑金屬上或是電鑄（electroforming）的電解質。
歷史
早期的黃金描述
金在史前時期已經被認知及高度重視。它可能是人類最早使用的金屬，其價值在於裝飾及儀式。埃及象形文字早在前2600年已經有金的描述，米坦尼國王圖什拉塔（Tushratta）稱金在埃及「比起污物更多」[14]。埃及及特別是努比亞擁有的資源令它們成為在大部分歷史中成為主要的黃金產地。最早已知的地圖是在前1320年的杜林紙草地圖（Turin Papyrus Map）[15]，顯示金礦在努比亞的分佈及當地地質的標示。原始的採礦方法由斯特拉波描述得知，當中包括放火。大型金礦亦在紅海對岸產生，現今為沙烏地阿拉伯。
前6世紀至前1世紀的黃金
在此期間，黃金開始被人們以貨幣的形式使用。最早已知使用金作貨幣的地方為呂底亞，在前700年呂底亞便以銀和金作合金的形式製成錢幣。在前6世紀或前5世紀期間的中國，一種稱為郢爰的金幣在楚國 流通。古希臘約在前550年便在中東及地中海地區開採黃金。在前323年，希臘人的採礦地點分佈由直布羅陀遠至小亞細亞和埃及[15]。當時希臘的首飾主題以人或動物的外形為主，經典例子有當時的阿加曼農黃金面具（Mask of Agamemnon）與及其他戒指[16]。
前1世紀至2世紀的黃金
開採黃金的技術在此時得到提升。古羅馬人發展出一種利用水力採礦（hydraulic mining）來大型開採金的新方法，特別由前25年開始在西班牙及由150年在羅馬尼亞開始使用。其中一個最大的金礦位於西班牙加利西亞的拉斯．梅杜拉斯（Las Médulas），在那處有七個長形高架渠令他們可以淘洗出大部分的沖積礦物。在外西凡尼亞 Roşia Montană 的金礦亦十分大，直到最近仍然有人使用露天採礦技術（opencast mining）採礦。金亦蘊藏在威爾斯較小的金礦，例如Dolaucothi 的砂礦及硬岩礦。他們使用的各種採礦方法由老普林尼在1世紀末期完成的著作博物志（Naturalis Historia）中詳細描述。在當時，黃金的主要用途在於製成首飾，而金幣的使用比希臘亦更為普遍。首飾的主題主要由描繪神話變成較平凡的幾何圖案[16]。
3世紀至12世紀的黃金
在拜占庭帝國的初期，純金的首飾開始加入寶石的元素。其主題主要是歌頌教會及國王的權力。金匠在此時的技術達到一個高峰。但在歐洲中世紀的早期，因為羅馬人開始從北歐及西歐撤退的關係，羅馬人製造首飾的精湛技術開始在鄰近地區消失。在撒克遜人居住地方發現的金飾看出技術的下降，其主要原因是原料的供應主要來自拜占庭帝國，而因為羅馬人撤出的關係令黃金變得十分罕有[16]。期後伊斯蘭勢力擴大，拜占庭浮誇的黃金首飾大部分被用來建造清真寺及資助軍事活動而開始消失[16]。但在期後黃金首飾的技術及數量卻出現一個復甦，當中的例子有法蒂瑪王朝時期的黃金手鐲[17]。
12世紀至13世紀的黃金
在歐洲人開闢美洲期間，常有報告指美洲原住民大量展示出金的裝飾品，特別是中美洲、秘魯及哥倫比亞。事實上，在秘魯地區前1200年的查文文化（Chavín culture）已經開始使用黃金作裝飾。而納斯卡（Nazca）人在500年之前發展出鑄金的技術，他們利用黃金與銅製造成玫瑰金，令它的熔點下降方便鑄造。而黃金技術在12世紀開始的奇姆文化（Chimu culture）達到高峰，具代表性的有用金製成的動身、雀鳥及植物，現在保存得最好的收藏品位於波哥大的波哥大黃金博物館（Museo del Oro）[16]。但在西班牙入侵後大部分的黃金被熔化並運回歐洲。
14世紀至16世紀的黃金
非洲的馬里帝國在舊世界以其擁有大量黃金而聞名。帝國統治者芒薩姆薩（Mansa Musa）（1312年–1337年）在舊世界因為他在1324年往麥加的大朝覲而著名。當他在1324年7月經過開羅時，常有報告指他有一隊駱駝隊（camel train）陪同，而那駱駝隊有幾千人，及接近一百隻駱駝。由於他花費了過多金錢令整個北非經濟需要一個世紀才能恢復，原因是他引起了快速的通脹[18]。一個當時的阿拉伯歷史學家指出：
| “ | 埃及金價在他們來的那一年之前原本是十分高價的。1密斯卡爾（mithqal）的金不在25迪拉姆（dirhams）之下，而是常在此價值之上，但是在那時金價下跌了，金價便宜得在現今仍可反映出來。現在的1密斯卡爾不會超過22迪拉姆，甚至更少。此事態已經持續了12年直到現在，其原因是他們為埃及帶來大量的金及在那裡花費。[...] | ” |
| ——捷哈·烏馬裡（Chihab Al-Umari）[19] | ||
而在歐洲，因為正值文藝復興時期的關係，王室及教會對於黃金的裝飾有大量的需求，而剛剛由南美所掠奪的黃金提供了充足的供應，令金飾技術得到一個良好的發展。而傑出的金匠如本韋努托·切利尼（Benvenuto Cellini）、溫佐·雅姆尼策爾（Wenzel Jamnitzer）令使用黃金的藝術得到發展，一些當時的藝術家如桑德羅·波提切利都曾經當過金匠[20][16][21]。
19世紀的黃金
在19世紀期間，尋金熱在有金礦發現的地方便會發生。美國最早主要淘金潮發生的地方在喬治亞州北部的一個稱為達洛尼加（Dahlonega）小鎮[22]。期後因為發現金礦而發生的淘金潮有加利福尼亞淘金潮、科羅拉多州的派克峰淘金潮（Pike's Peak Gold Rush）、中奧塔哥淘金潮（Central Otago Gold Rush）、澳洲淘金潮（Australian gold rushes）、威特沃特斯蘭德淘金潮（Witwatersrand Gold Rush）、黑山淘金潮（Black Hills Gold Rush）及克朗代克淘金潮（Klondike Gold Rush）。因為金礦的歷史價值，很多歷史上的金礦仍然以其他方式運作。
黃金開採的現況
在遠古時期金可以從地質角度上較易取得，但自從1910年以來發現的礦藏的75%的已經被開採[23]。估計世界上所有已經冶煉的金可以形成一個邊長20公尺的立方體，體積為8000立方公尺[23]。
文學中的金
希臘神話
金羊毛的傳說中的可能指在古代使用羊毛由砂礦（placer deposit）去收集金粉。黑海的東南角因為金而著名。那裡的採礦由弥达斯当国王时已經開始，而那些金的重要性在於它是製造現今世界上最早的硬幣，地點在於約前630年的呂底亞。
聖經
金在《舊約聖經》經常被提及，由〈創世紀〉2章11節（在哈腓拉（Havilah）），亦是在〈馬太福音〉提及的東方三博士帶來的禮物之一。〈啟示錄〉21章21節形容新耶路撒冷這城市有街道由純金製造，與水晶一樣清晰。
烏托邦
雖然部分鉑組別的金屬的價格可以比金高出很多，金長期被視為最受歡迎的貴金屬，而其價值在歷史中被用作很多貨幣的標準（稱為金本位）。金被視為純正、珍貴、皇室及包含以上所有特徵的角色。金作為財富及威望的象徵被托馬斯·莫爾的《烏托邦》中被取笑；在那想像中的島嶼上，金常見得可以用作奴隸的鎖鏈、餐具及坐廁。當其他國家的大使來訪時，因為他們炫耀他們的金製珠寶及獎章，烏托邦人誤會他們是僕人，而反而對那些只是適度打扮的人表示崇敬。
分布
自然狀態
金在自然中通常以其單質形式出現，即金屬狀態，但亦常與銀形成合金。天然金通常會有8-10%的銀，而銀含量超過20%稱為銀金。當銀含量上升時，物件的顏色會變得較白及較輕。
來源
當礦石含有天然金時，金會以粒狀或微觀粒子狀態藏在岩石中，通常會與石英或如黃鐵礦的硫化物 礦礦脈同時出現。以上情況稱為脈狀礦床（Lode）、或是岩脈金。天然金亦會以葉片、粒狀或大型金塊的形式出現，它們由岩石中侵蝕出來，最後形成沖積礦床的沙礫，稱為砂礦，或是沖積金。沖積金一定會比脈狀礦床的表面含有較豐富的金，因為在岩石中的金的鄰近礦物氧化後，再經過風化作用、清洗後流入河流與溪流，在那裡透過水作收集及結合再形成金塊。
金礦石
金亦有時會以與其他元素，特別是碲形成化合物的形式出現。例子有針狀蹄金礦（calaverite）、針碲金銀礦（sylvanite）、葉碲礦（nagyagite）、碲金銀礦（petzite）及白碲金銀礦（krennerite）[24]。金亦有極少機會與水銀以汞齊形成出現，另外亦會以一個低濃度在海水出現。
生產
開採黃金的大小
有經濟效益的提金（gold extraction）由大型容易開採礦藏中的礦石質素平均小於0.5 g/1000 kg(0.5 parts per million, ppm)便可以達成。在露天開採的金礦中，通常礦石的質素為1至5 g/1000 kg (1–5 ppm)，, 地下硬岩開採（Hard rock mining）或是地下開採（Underground mining） 的礦石的質素通常至少有3 g/1000 kg (3 ppm)。由於金的質素要達到30 g/1000 kg (30 ppm)才可能被肉眼可以看得見金，所以金礦中的金是看不到的。
南非的產金業趨勢
自從1880年代開始，南非便成為了世界黃金供應的一大部分來源，約有50%的已經生產的黃金由南非而來。1970年的生產佔世界供應的79%，約有1,000噸。但在2007年只有272噸。以上明顯的下降是因為開採的困難度增加、影響工業的經濟因素的改變及安全監察的加強。在2007年中國生產了276噸取代了南非成為了世界最大的黃金生產者，為1905年來首次取代南非的地位[25]。
南非金礦
位於南非的城市約翰內斯堡因為威特沃特斯蘭德淘金潮而形成，而當時發現了有史以來世界上最大的金礦。金礦礦場位於自由邦及豪登省盆地的走向和傾角（strike and dip）均是十分廣闊，成為世界最深的金礦，而當中Savuka及TauTona金礦是現今最深的金礦，有3,777公尺。在1899年至1901年大英帝國與阿非利卡人或波耳人的第二次波耳戰爭的其中一個起因便是採礦工人權利及南非黃金財富所有權之爭。
其他主要生產者
其他主要的黃金生產者有美國、澳洲、中國、俄羅斯及秘魯。在南達科他州及內華達州的金礦提供了美國三分之二的黃金用量。在南美有富爭議性的帕斯瓜拉瑪礦場（Pascua Lama）計劃，其目的為開發位於智利和阿根廷邊境的阿塔卡馬沙漠高山的豐富資源地區。現在約有四分之一的世界黃金出口估計源自手工業或是小型採礦[26]。
工業精煉
在初期生產後，金接著通常會被沃爾威爾法（Wohlwill process）或是密勒法（Miller process）作工業精煉。其他試金（assaying）和淨化（purifying） 小量黃金的方法包括加銀分金法、金銀分離法及灰吹法（cuppelation），或基於溶解金於王水中的精煉方法。
海水化金
欺騙的手法
世界海洋含有大量的黃金，但以濃度極低的狀態存在，可能其十億分率只有0.1-0.2。有很多人自稱能夠合乎經濟效益地從海水中取得黃金，但直到現在他們全部均是錯誤或有欺騙成分的。普雷斯科特·傑尼根（Prescott Jernegan）在美國1890年代進行一個海水化金的詐騙。在1900年代一個英國的騙子亦進行同樣的騙局[27]。
商業上的嘗試
發明哈柏法的德國籍發明家弗里茨·哈伯試圖商業地運作海水化金，希望以此幫助償還德國在第一次世界大戰的賠償。但他不幸地把海水中金的濃度估計過高，可能因為其樣本受到污染。他的努力只可以生產少量的金，而令德國政府的虧損比其商業價值高出很多。現今仍然未有商業上可能的海水化金的方案得到確認。黃金合成在經濟上來說不可能，而在可見未來上亦不可預見。
黃金的供求
2.png)
平均採金（gold mining）及提金的成本為每金衡制盎司US$238，但它亦會因應開採模式及礦石質素而改變。在2001年，全球金礦生產出2,604噸，即那年全部黃金需求的67%。世界黃金協會（World Gold Council）估計在2005年全球黃金供應為3,859噸，而需求為3,754噸，有105噸的盈餘[28]。在2006年，估計所有曾經生產的黃金有158,000噸[29]。以現在的消耗量，黃金的供應估計可以維持45年[30]。
價格
黃金的高價是因為其數量極為稀少。在地球地殼中只有十億分之三是金。
量度方法
與其他貴金屬相似，金是以金衡制及克計算。當它與其他金屬形成合金時則用克拉顯示其金的含量，以24克拉為純金以較少克拉的以比例計含金量則較少。而金條（gold bar）的純度亦可以以0至1的小數表示，稱為千分純淨度（millesimal fineness），例如0.995 便是十分純淨。
定價方式
黃金的價格由公開市場（open market）控制，但倫敦一個在1919年九月開始稱為黃金現貨定價的體制提供黃金業一個每日的基準指標（benchmark）。而下午黃金現貨定價則在1968年出現，目的為了當美國市場開市時作一個價格本位。
金與貨幣的關係發展
固定價格
歷史上金用來支持貨幣，在稱為金本位經濟系統中，特定重量的金會被稱為貨幣單位的一個名稱。美國政府有一段長時間設定美元的價格為每金衡制盎司$20.67($664.56/kg)，但在1934年美元的價格重新估價為每金衡制盎司$35.00($1125.27/kg)。在1961年，因為維持此價格變得很困難，有一些美國及歐洲銀行同意操縱市場去防止貨幣因為黃金需求上升而帶來進一步貶值。
私人與國際市場的分開處理
在1968年3月17日，經濟因素令黃金互助基金（gold pool）的崩潰，取而代之的是兩層的價格機制，黃金仍然用在國際戶口以每金衡制盎司$35.00($1.13/g)的舊價格處理，但私人市場的黃金價格卻容許其自由浮動。以上兩層的價格機制在1975年被廢除，在那時黃金價格完全由自由市場控制。中央銀行仍然持有歷史性的黃金儲備作為一種保值，雖然所佔的比重越來越少。
黃金儲備
世界最大的黃金儲備位於紐約的聯邦儲備銀行，持有約3%的已開採黃金[31]，而責任類似在諾克斯堡的美國金銀儲備（U.S. Bullion Depository）亦有相同持有量[32]。
價格記錄
由1968年開始，黃金在開放市場的價格轉變幅度很大，倫敦黃金現貨定價由1980年1月21日$850/oz ($27,300/kg)的高位至1999年6月21日$252.90/oz ($8,131/kg)的低位[33]。1980年的高位只有到2008年1月3日的倫敦黃金現貨上午定價才能達到一個$865.35/oz的新高位[34]。現在黃金最高位是在2008年3月17日的倫敦黃金現貨上午定價，為$1023.50[35]。
長期價格趨勢
由2001年4月黃金美元價格已經是原本價格的三倍[36]，引起了此長期的熊市（secular bear market），或稱為商品大蕭條（Great Commodities Depression）已經完結，而牛市已經回歸的推測[37][38]。在2008年3月，黃金價格上升至超過US$1000[39]，但其實質對名目價值仍然低於1980年1月21日$850/oz的高位很多。以通脹計算的話，1980年的高位等於以2007年美元計的US$2400。在上一個世紀，主要經濟危機如大蕭條、第二次世界大戰、第一次及第二次石油危機令原本已經有經過通脹調整的道指和黃金比值（Dow/Gold ratio）下降很多，大部分情況都會低於4很多[40]。在此艱難的時間，投資者會透過投資貴金屬特別是金和銀等來保障其資產。從2001年起的長期趨勢顯示此情況現在再次出現。其主要原因在於歐洲[41]及美國[42] [43]貨幣供給的急速上升，即貨幣膨脹（monetary inflation）與美國的高雙赤字（double deficit）[44] [45]。此嚴重的經濟問題令2007年次級房屋信貸風暴、高通貨膨脹和主要貨幣特別是美元對日用品大幅的折舊發生。
化合物
雖然金是一種貴重金屬，它仍然會形成很多不同类型的化合物，其中金所呈氧化態大多在-1至+5之间，主要為一價金（Au(I)） 及三價金（Au(III)）。一價金是最常見的氧化態，多为与较“軟”的配體（如硫醚、硫醇负离子及叔膦）形成的配合物，通常呈直线形结构。其中一個例子便是二氰合金(I)离子（Au(CN)2−），是氰化法提金时溶液中金的主要存在形态。一價金不易与水形成配离子。二元鹵化金如氯化金(I)（AuCl）为鋸齒形的聚合物长鏈结构，金原子以直线形排列。大部分含金药物中的金也都为正一氧化态。[46]
三價金也是一種常見的氧化態，例子有三氯化金（AuCl3）、三氧化二金（Au2O3）、氯金酸（HAuCl4，可由金溶於王水得到）等，为d8结构，呈平面正方形构型。
其他价态
金也可以呈二價、五價或負一價。二價金化合物通常含Au-Au键，呈反磁性，例如[Au(CH2)2P(C6H5)2]2Cl2。氙也可作配体，与金(II)形成[AuXe4](Sb2F11)2。[47]Au(V)是已知金的最高氧化态，特征化合物为五氟化金（AuF5）。[48]Au(-I)的例子则包括众多金化物，如金化铯（为氯化铯型结构）、[49]金化铷、金化钾及金化四甲基铵（(CH3)4N+Au-）。[50]
许多含金化合物的分子晶体有亲金相互作用，以R-Au…Au-R表示，也称金键，强度与氢键相当，键长在300pm左右[51]。该相互作用是分子间作用力的一个新类型，使不少晶体中存在“金链”、“金面”、双分子缔合（R-Au…Au-R）或大环分子内金键[52]，并具有一些特殊性质，目前正在广泛研究之中。
混合價化合物
金也可以生成很多簇合物，[50]其中的金多为分数氧化态，例如八面体型的{Au(P(C6H5)3)}62+，以及属于二元金──氧族元素化合物的AuS。它含等量的Au(I)和Au(III)。
同位素
在全部金的同位素中，只有金-197屬於穩定的同位素，含量接近所有金的100%。其他18種同位素均帶有放射性，當中以金-195的半衰期最長，但只有186日。
金曾經被建議作為核武器中一種鹽彈（Salted bomb）的原料，而鈷是另一種建議且較為人知的原料，可製成鈷彈（Cobalt bomb）。一層天然金的外罩經由熱核武器（thermonuclear weapon）放出的密集高能量中子通量（neutron flux）放射後，會發生核轉變（Nuclear transmutation）成為有半衰期2.697日的放射性同位素Au-198，製造出約.411 MeV的伽馬射線，顯著增加了武器核微粒（Nuclear fallout）幾天的放射性。此武器的製造、測試及使用仍未被人所知。
象徵意義
正反意義
在歷史上金曾與偉大聖潔及極度邪惡兩個極端聯繫起來。在《出埃及記》中，金牛犢是偶像崇拜及反叛神的標誌。在共產主義的政治宣傳中，黃金懷錶及其黃金錶鏈是階級敵人、資產階級和工業大亨的特點。另一方面，在創世記中，亞伯拉罕被描述為一個擁有很多金銀財寶的人，而摩西被指示要用黃金覆蓋約櫃的施恩座。卓越的雄辯家（orator）如約翰一世便有"金口銀舌"之稱。
金在儀式中的象徵
結婚戒指傳統上會以黃金製造，原因是它的耐久性及不受時間過去所影響，令它不但是一個適合抵受每日磨損的物料，而且亦是一個代表關係的象徵。在東方正教會，結婚的男女在婚禮時會以一個黃金王冠作裝飾，為婚禮中的一個象徵性儀式。金與特別的週年紀念有關，特別是50週年，如結婚紀念日稱為金婚、而登基五十週年（golden jubilee）的英文亦與金有關聯。中世紀的國王會以受膏及黃金王冠作其正式就任的標誌，後者象徵天堂永久閃耀的光，即作為一個基督徒的國王，其權威是受到神所啟示的。
現代使用黃金的象徵手法
人類的偉大成就亦會常以金作獎勵，通常是以勳章及裝飾品的形式。競賽的勝利者或是獎項常以授與金牌的形式作獎勵，例如奧林匹克運動會及諾貝爾獎；而很多獎像則會用金製成需要的形狀，例如奧斯卡金像獎、金球獎、艾美獎、金棕櫚獎及英國電影學院獎。信用卡公司把它們的產品透過用黃金有關的命名和顏色與財富聯繫起來，但因為希望互相勝過對方的關係，現在金的地位已經被鉑甚至黑金卡（Centurion Card）取代。金的象徵性價值在全球分別很大，甚至在相同地區中亦有不同。例如金在土耳其是十分普遍但在西西里島則是一個十分珍貴的禮物。
毒性
純金在進食時是無毒性及非刺激性的[53]，在有些時候金會以金葉的形狀用作食物的裝飾。它亦是金色杜松子酒（Goldschläger）、金箭肉桂蒸餾酒（Gold Strike）及格但斯克金箔酒。金在歐洲聯盟已經被准許為一個食物添加物，其在國際食品法典標準（Codex Alimentarius）的E編碼為175。
金的可溶性化合物，即金鹽類（gold salts）例如在電鍍中使用的氰化金鉀對於肺臟及肝臟都有毒。現今為止只有很少因為氰化金鉀而致命的個案[54][55]。金的毒性可以透過使用如英國抗路易毒氣藥劑（British anti-Lewisite）的螯合劑作減輕。
其他
制备
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH
Zn + 2NaAu(CN)2 → 2Au + Na2Zn(CN)4
- 使用电解法精炼可以得到纯度为99.999%的金。
「咬金測試」
用咬一咬金去確定黃金的真偽已經有很久遠的歷史。雖然這方法並不專業，"咬金測試"應該可以在黃金上做記號，原因是金以摩氏硬度作準則是一種軟的金屬。越純正的金越容易做記號。加上顏色的鉛可以欺騙此測試，因為鉛比金更軟。而且這樣亦會有一個小量引起鉛中毒的危機，如果有足夠數量的鉛因為咬而被吸收的話。
元素符号由来
金的符號為Au，來自金的拉丁文名稱（Aurum）。而Aurum來自Aurora 一词，是“灿烂的黎明”的意思。
煉金術
製造金是煉金術主要目的之一，煉金術概念認為金可以由一種稱為賢者之石的神秘物質與如鉛等的其他物質進行相互作用來製造。雖然煉金術師們從未成功過，但是他們的努力引起了人們對於物質本身能夠做些甚麼的興趣，而此正是現今化學的基礎。他們表示金的符號是圓中點（Circled dot）(☉)，而這在天文學符號中、埃及象形文字及古代漢字均代表太陽。而現今人工金的製作方法，參見金合成（gold synthesis）。
参见
註腳
- ^ Environment & Nature News - Bugs grow gold that looks like coral - 28/01/2004. [2006-07-22].
- ^ Relativity in Chemistry
- ^ Perth Mint Australian Lunar Series coins. [2008-07-01].
- ^ Austrian Philharmonic Gold Coins. [2008-07-01].
- ^ What is a White Gold? Progress on the Issues! (PDF). [2008-07-01].
- ^ Faulk W, Taylor G (1979) An Immunocolloid Method for the Electron Microscope Immunochemistry 8, 1081–1083.
- ^ Roth J, Bendayan M, Orci L (1980) FITC-Protein A-Gold Complex for Light and Electron Microscopic Immunocytochemistry. Journal of Histochemistry and Cytochemistry 28, 55–57.
- ^ Nanoscience and Nanotechnology in Nanomedicine: Hybrid Nanoparticles In Imaging and Therapy of Prostate Cancer - Radiopharmaceutical Sciences Institute, University of Missouri-Columbia
- ^ The Food Dictionary: Varak. Barron's Educational Services, Inc. 1995 [2007-05-27].
- ^ Gold Flakes Martini - 24 Karat Cocktail. [2008-07-05].
- ^ General Electric Contact Materials. Electrical Contact Catalog (Material Catalog). Tanaka Precious Metals. 2005 [2007-02-21].
- ^ Kodak (2006) Toning black-and-white materials. Technical Data/Reference sheet G-23, May 2006.
- ^ Supercars.net. 1994 McLaren F1
- ^ Nicholas Reeves, Egypt's False Prophet: Akhenaten, Thames & Hudson, p.69
- ^ 15.0 15.1 A Brief History Of Gold. [2008-08-10].
- ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 History of Gold in Civilisations - An Overview. [2008-08-10].
- ^ BBC - Religion & Ethics - Islamic art: Meaning and design. [2008-08-15].
- ^ Mansa Musa - Black History Pages
- ^ Kingdom of Mali - Boston University: African Studies Center
- ^ Modern Jewelry History. [2008-08-15].
- ^ Renaissance Goldsmiths. [2008-08-15].
- ^ Garvey, Jane A. Road to adventure. Georgia Magazine. 2006 [2007-01-23].
- ^ 23.0 23.1 GOLDSHEET - YEARLY and CUMULATIVE WORLD GOLD PRODUCTION CHARTS. [2006-07-22].
- ^ 国家岩矿化石标本资源数据中心. [2008-07-12].
- ^ China now world's largest gold producer; foreign miners at door - MarketWatch
- ^ Beinhoff, Christian. Removal of Barriers to the Abatement of Global Mercury Pollution from Artisanal Gold Mining (PDF). [2008-08-10].
- ^ Dan Plazak, A Hole in the Ground with a Liar at the Top (Salt Lake: Univ. of Utah Press, 2006) (contains a chapter on gold-from seawater swindles)
- ^ World Gold Council > value > research & statistics > statistics > supply and demand statistics. [2006-07-22].
- ^ World Gold Council. [2008-07-04].
- ^ How Long Will it Last?. New Scientist. 2007-05-26, 194 (2605): 38–39. ISSN 0262-4079.
- ^ Federal Reserve Bank of New York. [2008-07-19].
- ^ Fun Facts about the United States Mint. [2008-07-19].
- ^ kitco.com: GOLD - London PM Fix 1975 - present (GIF). [2006-07-22].
- ^ LBMA statistics
- ^ LBMA statistics
- ^ 黃金美元價格.
- ^ A Bull Market in Gold – Technically Speaking by Mark Thornton
- ^ Gold starts 2006 well, but this is not a 25-year high! | Financial Planning
- ^ 2008 London Gold Fixings
- ^ 200年來的道指和黃金比值.
- ^ Monetary developments in the euro area
- ^ Federal Reserve: Money stock measures
- ^ Money supply in the USA, alternate data series
- ^ CIA: Rank order - current account balance
- ^ Double deficit in the USA
- ^ Shaw III, C. F. Gold-Based Medicinal Agents. Chemical Reviews. 1999, 99 (9): 2589–2600. doi:10.1021/cr980431o.
- ^ Seidel, S.; Seppelt, K. Xenon as a Complex Ligand: The Tetra Xenono Gold(II) Cation in AuXe42+(Sb2F11−)2. Science. 2000, 290 (5489): 117–118. PMID 11021792. doi:10.1126/science.290.5489.117.
- ^ Riedel, S.; Kaupp, M. Revising the Highest Oxidation States of the 5d Elements: The Case of Iridium(+VII). Angewandte Chemie International Edition. 2006, 45 (22): 3708–3711. doi:10.1002/anie.200600274.
- ^ ScienceDirect: Effects of relativistic motion of electrons on the chemistry of gold and platinum
- ^ 50.0 50.1 Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ 注意：金原子本身半径较大。
- ^ Chem. Commun., 1996, 11: 1281.
- ^ S Dierks. Gold MSDS. Electronic Space Products International. May 2005.
- ^ I. H. Wright, C. J. Vesey (1986) Acute poisoning with gold cyanide Anaesthesia 41 (9), 936–939. doi:10.1111/j.1365-2044.1986.tb12920.x [1]
- ^ Wu, Ming-Ling; Tsai, Wei-Jen; Ger, Jiin; Deng, Jou-Fang; Tsay, Shyh-Haw; Yang, Mo-Hsiung. J. toxicol., Clin. toxicol. Metals. 2001, vol. 39, no 7, pp. 739-743 ISSN 0731-3810 [2]
參考書目
- World Gold Council, Jewellery Technology, Jewellery Alloys
- Los Alamos National Laboratory – Gold
