دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر طلا (Au)
طلا، (به لاتین: Aurum) با علامت اختصاری Au و عدد اتمی ۷۹، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزات واسطه است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
طلا فلزی نرم و چگال و شکل‌پذیر به رنگ زرد روشن و براق است که در مجاورت هوا و آب زنگ نمی‌زند و تیره نمی‌شود. از نظر شیمیایی، طلا فلزی واسطه است که در گروه ۱۱ جدول تناوبی جای دارد و یکی از کم واکنش‌ترین عنصرهای جامد در شرایط استاندارد است.
پس می‌توان این فلز را به صورت خالص در طبیعت به صورت دانه‌ای یا تکه‌ای در میان سنگ‌ها، کانی‌های بلوری شده و مواد ته نشینی آبرفتی پیدا کرد. همچنین در میان کانی‌ها به صورت ترکیبی با دیگر عنصرها به ویژه تلوریم دیده شده اما فراوان نیست. نماد شیمیایی این عنصر، Au از نام لاتین آن aurum به معنی «درخشش سپیده دم» گرفته شده‌است.
شناسنامه طلا
عدد اتمی : ۷۹
جرم اتمی : ۱۹۶٫۹۶۶۵۵
نقطه ذوب: C° ۱۰۶۴٫۱۸
نقطه جوش: C° ۲۸۵۶
شعاع اتمی : Å ۱٫۷۹
ظرفیت : ۱
رنگ : طلایی
حالت استاندارد : جامد
نام گروه : ۱۱
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 890.1
شکل الکترونی : ۴f14 5d10 6s1[Xe ]
شعاع یونی : Å ۰٫۸۵
الکترونگاتیوی: ۲٫۵۴
حالت اکسیداسیون: ۳, ۱
دانسیته : ۱۹٫۳۰۰
گرمای فروپاشی : Kj/mol 12.55
گرمای تبخیر : Kj/mol 334.4
مقاومت الکتریکی: Ohm m 0.0000000221
گرمای ویژه: J/g Ko 0.128
دوره تناوبی : ۶
شماره سطح انرژی : ۶
چگالی (نزدیک به دمای اتاق): ۱۹٫۳۰ g·cm−۳
چگالی مایع در نقطه ذوب: ۱۷٫۳۱ g·cm−۳
تاریخچه طلا
عنصر طلا ( از واژه سانسکریت Jval ؛ آنگلوساکسون gold ؛ لاتین aurum که همگی به معن طلا هستند ) را از دوران باستان شناخته و به ارزش بالای آن پی بردند. هیروگلیف مصری از ۲۶۰۰ قبل از میلاد این فلز را توصیف کرده و در کتاب عهد عتیق بارها به طلا اشاره شده است. زمان زیادی است که طلا یکی از گران‌قیمت‌ترین فلزات به حساب آمده و قیمت آن در تاریخ ، معیار بسیاری از پولهای رایج می‌باشد ( تحت عنوان پایه طلا شناخته میشود ).
از طلا بعنوان نمادی برای پاکی ، ارزش ، سلطنت و مخصوصا” نقشهایی که ترکیبی از این ویژگیها است استفاده میشود. نخستین هدف کیمیاگران ، تولید طلا از سایر مواد مانند سرب بود، اگرچه کیمیاگران هرگز موفق به این کار نشدند. گیمیاگران نشانه طلا را دایره و نقطه‌ای در وسط می‌دانند و همچنین نشان ستاره شناسی هم هست.
در بسیاری از مسابقات به نفر اول مدال طلا ، به نفر دوم نقره و به نفر سوم برنز جایزه می‌دهند. بیشترین مقدار طلا در جهان در بانک مرکزی دولت فدرال آمریکا وجود دارد. در طی قرن نوزدهم هر جا ذخایر بزرگ طلا کشف می‌شد، هجوم طلا رخ می‌داد. از جمله هجوم طلای کالیفرنیا ، کلرادو ، اتاگو ، استرالیا ، Black Hills و کلوندایک.
ویژگی‌های طلا
عنصر طلا شکل‌پذیرترین ماده‌است. یک گرم از این عنصر را می‌توان آن قدر چکش زد تا به اندازهٔ یک ورق با مساحت یک متر مربع پهن شود یا یک اونس را به اندازهٔ ۳۰۰ پا پهن کرد. برگهٔ طلا می‌تواند آن قدر نازک شود تا در پایان شفاف شود در این صورت نور گذرا از آن به رنگ آبی مایل به سبز خواهد بود چون طلا به شدت نور زرد و قرمز را باز می تاباند.
چنین ورقه‌های نیمه شفافی به خوبی پرتوهای فروسرخ را باز می تاباند، این ویژگی در پوشش‌های محافظ در برابر پرتوهای فروسرخ یا پرتوهای گرمایی مانند لباس‌های محافظ در برابر گرما یا در برابر خورشید مانند لباس فضانوردان به کار می‌آید.
طلا می‌تواند با بسیاری از فلزها آلیاژ شود. این آلیاژها در بدست آوردن سختی و نرمی‌های گوناگون، دمای ذوب مناسب، پدید آوردن رنگ دلخواه و دیگر کاربردهای فلزشناسی مورد نیازند. طلا رسانای خوب گرما و جریان برق است. از نظر شیمیایی رطوبت هوا و واکنشگرهای ناب خورنده بر آن بی‌اثرند.
به همین دلیل در ساخت سکه و گوهرسازی بسیار مناسب است و البته می‌توانند پوشش مناسب برای دیگر فلزهای واکنش پذیر باشد. دارای میل ترکیبی بسیار پایینی است و در برابر بیشتر اسید و بازها ایستادگی می‌کند. می‌توان گفت طلا عنصری حل نشدنی است هرچند که در تیزاب سلطانی می‌توان آن را حل کرد.
اکسیدهای معمول طلا عبارتند از طلای یک و سه بار مثبت یا طلا(I) و طلا(III). یون‌های طلا در محلول به آسانی کاهیده می‌شوند در صورت افزودن هر فلز دیگری در نقش عامل کاهش، می‌بینیم که فلز افزوده اکسید و حل میشود در مقابل فلز جامد طلا در ظرف ته نشین میشود.
طلای پالودهٔ باکیفیت، بی بو، بی مزه و پایدار در برابر خوردگی است. طلا چگالی بالایی دارد، یک مترمکعب از آن ۱۹٬۳۰۰ kg وزن دارد. برای مقایسه: چگالی سرب ۱۱,۳۴۰ kg/m۳ و چگالی سنگین‌ترین عنصر یعنی اسمیوم ۲۲,۶۱۰ kg/m۳ است.
کاربردهای طلا
♦ طلای خالص برای استفاده‌های عادی بسیار نرم هستند، لذا برای استحکام آن ، با نقره و مس آلیاژ می‌سازند.
♦ در بسیاری از کشورها از طلا و بسیاری از آلیاژهای آن در جواهرات و ضرب سکه و نیز بعنوان شاخصی برای مبادلات پولی استفاده میشود.
♦ به‌علت هدایت الکتریکی خوب و مقاومت آن در برابر فرسایش و سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی این عنصر، از اواخر قرن بیستم طلا بعنوان فلز صنعتی مهمی به حساب آمده است.
♦ عنصر طلا عملکرد مهمی در رایانه ، تجهیزات ارتباطی ، موتور هواپیمای جت و فضاپیماها و بسیاری محصولات دیگر دارد.
♦ هدایت الکتریکی خوب طلا و مقاومت آن در برابر اکسیداسیون موجب کاربرد وسیع آن برای آبکاری سطح اتصال دهنده‌های الکتریکی شده است تا اتصالی خوب با مقاومت کم تضمین شود.
♦ طلا همانند نقره می‌تواند با جیوه ، ملغمه محکمی را تشکیل دهد که گاهی از آن برای پر کردن دندان استفاده میشود.
♦ اخیرا” طلای کلوئیدی ( ذرات یک بیلیونیم طلا ) که محلولی کاملا رنگی می‌باشد، برای مصارف بیولوژیکی و پزشکی در آزمایشگاههای زیادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای رنگ طلائی روی سرامیک ها قبل از پختن در کوره استفاده میشود.
♦ از اسید Chlorauric در عکاسی برای پررنگ کردن تصویر نقره‌ای استفاده میشود.
♦ Disodium aurothiomalate برای درمان روماتیسم مفصلی بکار می‌رود؛ (درون عضله وارد میشود).
♦ از ایزوتوپ Au-198 ( با نیمه عمر ۲,۷ روز ) برای درمان برخی سرطان ها و بیماری های دیگر استفاده میشود.
♦ طلا بعنوان یک ماده بیولوژیکی که امکان پوشش بوجود می‌آورد، کاربرد دارد و باید آنرا بوسیله میکروسکوپ الکترونی ( scanning electron microscope ) مشاهده نمود.
♦ طلا اغلب نماد بهترین و والاترین دستاوردها می‌باشد. یک مدال طلا مانند روبان آبی ، بهترین پاداش در بازیهای المپیک و بسیاری از رقابتهای دیگر است.
♦ چون طلا منعکس کننده خوبی برای هر دو نور مادون قرمز و نور ساکن است، بعنوان لایه محافظ سطح بسیاری از ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ایزوتوپ های طلا
تنها ایزوتوپ پایدار و طبیعی طلا ۱۹۷Au است. بیش از این، طلا دارای ۳۶ ایزوتوپ پرتوزا است که همگی به صورت آزمایشگاهی پدید می‌آیند و در بازهٔ جرم اتمی ۱۶۹ تا ۲۰۵ جای دارند. پایدارترین آن‌ها ۱۹۵Au است که نیمه‌عمر ۱۸۶٫۱ روزی دارد. از همه ناپایدارتر ۱۷۱Au است که پروتون می تاباند و نیمه‌عمرش ۳۰ µs است.
بیشتر ایزوتوپ‌های پرتوزای طلا که جرم اتمی زیر ۱۹۷ دارند در اثر واپاشی آلفا، β+ و پروتون از میان می‌روند. ۱۹۵Au که با جذب الکترون از میان می‌رود و ۱۹۶Au که بیشتر با جذب الکترون (۹۳٪) و کمتر با واپاشی β- از میان می‌رود (۷٪)، تنها استثناهای این پدیده‌اند. همهٔ ایزوتوپ‌های پرتوزای طلا با جرم اتمی بالاتر از ۱۹۷ با واپاشی β- از میان می‌روند.
دست کم ۳۲ هستهٔ همپار شناخته شده‌است که جرم اتمی در بازهٔ ۱۷۰ تا ۲۰۰ داشته‌اند. در میان این بازه تنها ۱۷۸Au, ۱۸۰Au, ۱۸۱Au, ۱۸۲Au, and ۱۸۸Au همپار ندارند. پایدارترین همپار طلا ۱۹۸m۲Au با نیمه عمر ۲٫۲۷ روز و ناپایدارترین ۱۷۷m۲Au با نیمه عمر ۷ ns است. ۱۸۴m۱Au با سه واپاشی β+،گذار ایزومری (تابش گاما) و واپاشی آلفا رو به نابودی می‌گذارد. هیچکدام دیگر از همپار یا ایزوتوپ‌های طلا از سه راه واپاشی نابود نمی‌شوند.
رنگ های طلا
طلا در بازار های جهانی در رنگ های مختلفی یافت میشود.
رنگ های متداول طلا عبارتند از : سفید ، زرد ، قرمز (رزگلد) سبز
اگر طلا (gold)را با مس (copper) و نقره (silver) مخلوط کنیم (در صورتی که مقدار طلای آن بیشتر باشد)، طلای زرد حاصل میشود.
اگر مس بیشتر باشد طلای قرمز (رزگلد) نتیجه آن میشود.
طلای سفید ترکیبی از طلا، نیکل، پالادیوم، نقره و روی است.
طلای سفید طبیعی، خاکستری روشن است؛ بـه هـمـین خاطر برای سفیدتر جلوه دادن آن، از روکش رادیوم برای پوشش آن استفاده می‌کنند. باتوجه به اینکه رادیــوم پــس از مدتی ساییده میشود، باید مجددا طلای سفید را روکش کرد؛ ایـن مدت ۱۲ تا ۱۸ ماه است.
گونه ای از طلا هم به رنگ سبز وجود دارد اگر طلا را با نقره، مس و روی (نقره این ترکیب بیشتر است) مخلوط کنیم، طلای سبز به دست می‌آید.
اگر نقره بیشتر باشد آن طلا به سفیدی بیشتر میزند. نقره یکی دیگر از انواع جواهرآلات مصرفی است که مثل عنصر طلا بسیار نرم بوده و به‌سرعت آسیب می‌بیند، از این رو آن را معمولا با فلز مس ترکیب می‌کنند تا استحکام لازم را پیدا کند. نقره پس از مـدتی به‌خـاطـر اکسیدهای گوگرد موجود در هوا یا عرق بدن، دچار تیرگی میشود کـه بـاید آن را مجددا پرداخت کرد.
پلاتین یا پلاتینیوم، فلزی سنگین و بسیار مقاوم است که مـعمولا با پالادیوم، رادیـوم، ایـریـدیوم، مس، روتنیوم و تیتانیوم ترکیب میشود. درجه خلوص آن مانند نقره، بر پایه هزار قسمتی است. اگر بخواهیم پلاتین را با طلای سفید مقایسه کنیم، باید بگوییم پلاتین سنگین‌تر از طلای سفید است. این فلز به‌طور طبیعی، سفید بوده و درخشندگی و لومینانس بیشتری از طـلای سفید دارد. همچنین از طلا کمیاب‌تر بوده و در نتیجه گرانبهاتر است. در نهایت اینکه پلاتین مقاومت بیشتری نسبت به کدرشدگی دارد.
ارزش طلا
عنصر طلا مانند فلزات پُر ارزش دیگر با سیستم توزین تروی سنجیده میشود و در صورت آلیاژ با سایر فلزات از اصطلاح carat برای مشخص کردن مقدار طلای موجود با عیار ۲۴ ( که طلای خالص است ) استفاده میشود. ( در ایران بیشتر از مثقال برای معاملات بازار طلا استفاده میشود و برای آلیاژهای طلا از میزان عیار اسفاده میشود که عیار ۲۴ طلای خالص می‌باشد).
در طول تاریخ از طلا برای پشتیبانی پول و در سیستمی تحت عنوان پایه طلا استفاده می‌شد که در این سیستم ، یک واحد از پول رایج معادل مقدار معینی طلا بود. مدت زیادی ارزش طلا توسط آمریکا برای هر اونس تروی ۲۰,۶۲ دلار تعیین شد، اما در سال ۱۹۳۴ ارزش طلا ۳۵،۰۰ دلار برای هر اونس تروی تثبیت شد.
به سبب بحران طلا در ۱۷ مارس ۱۹۶۸ طرح نرخ‌گذاری دوگانه ایجاد شد که طبق آن برای تثبیت ارزش بین‌المللی ، طلا همچنان به قیمت سابق ۳۵،۰۰ دلار در هر اونس تروی باقی ماند، اما قیمت آن در بازار خصوصی اجازه نوسان یافت؛ این سیستم نرخ‌گذاری دوگانه در سال ۱۹۷۵ هنگامیکه نرخ طلا اجازه نوسان یافت، متوقف شد. از سال ۱۹۶۸ نرخ طلا در بازار آزاد نوسان شدیدی یافت، بطوری‌که در ژانویه ۱۹۸۰ به ۶۲۰ دلار در هر اونس تروی رسید، اما تا ژانویه ۱۹۹۰ قیمت آن به ۴۱۰ دلار در هر اونس تروی کاهش یافت.
گاهی اوقات ، مالکیت طلا به خاطر نقشی که بعنوان پشتوانه پول دارد، محدود و یا ممنوع میشود. در آمریکا مالکیت خصوصی طلا جز بصورت جواهر و سکه بین سالهای ۱۹۳۳ و ۱۹۷۵ ممنوع شده بود. چون طلا مدت زمان بسیار طولانی ارزش خود را حفظ کرده است، بعنوان یک سرمایه‌گذاری مشهود اغلب به‌صورت بخشی از یک سهام نگهداری میشود.
چون طلا ارزش خود را حتی هنگامیکه پول بی‌پشتوانه بی‌ارزش میشود حفظ می‌کند، بنابراین مخصوصا” در زمان ناتوانی یا تورم دید مورد نیاز است.
قراردادهای آینده برمبنای داد و ستد جاری طلا در COMEX ( محل خرید و فروش کالا ) است که شعبه ای از بازار بورس نیویورک ( New York Mercantile Exchange ) می‌باشد و پیش‌بینی قیمت طلا و سایر کالاها در آینده در این مکان انجام می‌گیرد.
حقایق جالب درباره عنصر طلا
۱- هندی ها رکورد دار استفاده از طلا هستند
علاقه مردم هند به طلا سال به سال افزایش پیدا می کند به همین دلیل هند بیشترین مصرف طلا را در دنیا به خود اختصاص داده است. مردم این کشور از طلا هم برای سرمایه گذاری و هم به خاطر ارزش های فرهنگی که برای آن قائلند استفاده می کنند.
۲- طلا شما را خنک نگه می دارد
از طلا در ساخت کلاه فضانوردان و مخصوصاً شیشه آن استفاده می شود زیرا طلا اشعه فرا بنفش را منعکس کرده و همزمان اجازه می دهد که نور خورشید به داخل کلاه بتابد. بدین ترتیب فضای داخل کلاه روشن اما خنک باقی می ماند.
۳- دوبی شهر طلایی جهان است
تب طلا چنان در دوبی بالا گرفته است که در ماه می سال ۲۰۱۰ اولین دستگاه خودپرداز طلایی در یکی از هتل های لوکس شهر ابوظبی نصب شد.
۴- منشأ طلا از فضا است
تمام طلاهایی که امروزه در معادن وجود دارد از انفجار سنگ های آسمانی در میلیاردها سال پیش به وجود آمده اند.
۵- طلا کم یاب ترین فلز روی زمین به شمار می آید
یکی از دلایل اصلی گران بودن طلا این است که به شدت کمیاب بوده و تنها در جاهای خاصی یافت می شود. مقدار طلایی که از روز کشف تا به امروز ذوب شده به اندازه مقدار آهنی است که در کمتر از یک ساعت در جهان گداخته می شود.
۶- گیاهان نیز طلا دارند
مقادیر بسیار کمی طلا در برگ های درخت اکالیپتوس وجود دارد اما مقدار آن چنان ناچیز است که با چشم غیر مسلح دیده نمی شود.
۷- مقدار طلایی که تاکنون کشف شده بسیار کم تر از آن چیزی است که فکر می کنید
مقدار طلایی که تاکنون از معادن استخراج شده چنان ناچیز است که می توان تمام آن را در ۳ استخر شنای المپیک به راحتی جای داد.
۸- برخی از افراد از طلا می ترسند
ترس از طلا را آوروفوبیا (Aurophobia) می نامند. افرادی که به آوروفوبیا مبتلا هستند در صورت دیدن طلا دچار حمله عصبی می شوند.
۹- طلا خاصیت درمانی دارد
می توان طلا را به شکل مایع در آورده و به صورت عضلانی تزریق کرد. طلا در درمان سرطان و آرتروز روماتوئید موثر است. گفته می شود که استفاده از طلا به عنوان دارو در هفت مورد از هر ده مورد موفقیت آمیز خواهد بود.
۱۰- در جوایز ورزشی و هنری نشانه پیروزی به شمار می آید
در هنگام دریافت مدال ها و جام های مسابقات ورزشی و رویدادهای فرهنگی نیز طلا همواره بیشترین خواهان و ارزش را داشته است زیرا طلا نماد رسیدن به موفقیت به شمار می آید.
۱۱- طلا انعطاف پذیرترین و چکش خور ترین فلز است
این فلز گران بها چنان انعطاف پذیر است که می توان یک اونس از آن را چنان پهن کرد که به یک ورقه ۹۰ متر مربعی تبدیل شود.
۱۲- در اقیانوس ها طلای زیادی وجود دارد
هر مایل مکعب از آب دریا حاوی ۲۵ تن طلا است بنابراین در تمام اقیانوس ها بیش از ۱۰ میلیارد تن طلا وجود دارد. اما متاسفانه هیچ راهی برای استخراج آن تاکنون پیدا نشده است.
۱۳- طلا فلزی است که می شود آن را خورد
عنصر طلا یک فلز غیر سمی است از این رو می توان لایه های نازک آن را همراه با غذا یا نوشیدنی خورد. در برخی فروشگاه ها برگ ها و لایه های نازک طلا را می فروشند و بعضی رستوران ها نیز افشانه طلا را به غذاهای خود اضافه می کنند. لازم نیست نگران خطرناک بودن آن باشید زیرا طلا به راحتی هضم می شود و مشکلی برای بدن شما ایجاد نخواهد کرد.
۱۴- طلا بسیار نرم است
طلای بسیار خالص چنان نرم است که می توان با دست به آن شکل داد.
پیشنهادی: همه چیز درباره عنصر نقرهعنصر طلا _ دانشچی
