Золото (Au) в таблице Менделеева

Теория:

Золото (Au) — классический тяжёлый благородный металл, чьё химическое поведение и уникальные физические свойства определяются его положением в 5d‑блоке и сильными релятивистскими эффектами.

Идентификация золота основана на двух фундаментальных константах:

Атомный номер Z = 79 — определяет электронную конфигурацию (теоретически [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹).
Местоположение: 6‑й период, 11‑я группа (I B).

Это положение диктует свойства элемента:

Наличие одного валентного s‑электрона (по необычной конфигурации).
Классические степени окисления +1 и +3.

Содержание страницы

Как определить положение золота в Таблице Менделеева

Положение золота в таблице задаётся несколькими фундаментальными характеристиками — своего рода «химическим паспортом»:

Порядковый номер и атомный номер.
Название элемента.
Группа (вертикальный столбец).
Период (горизонтальный ряд).
Электронный блок, (золото d‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 79)

Однозначно идентифицирует элемент.
В ядре — 79 протонов; в нейтральном атоме — 79 электронов.
Электронная конфигурация: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹.

Примечание: наличие 4f‑подоболочки увеличивает атомную массу и плотность.

Название и символ

Название: «Золото».
Символ: Au (от лат. Aurum).

Группа (11‑я / I B)

Относится к металлам‑монетчикам (Cu, Ag, Au).

Степени окисления:

+1: наиболее стабильная (например, AuCl).
+3: наиболее распространённая (например, HAuCl₄).
0: в чистом виде.

Особенность: провал электрона (d¹⁰ s¹), что определяет склонность к отдаче s‑электрона.

Электронная формула золота одна из самых важных параметров не только в определении его свойств, но степени окисления в соединениях.

Период (6‑й)

Имеет шесть энергетических уровней.

Особенности:

Лантаноидное сжатие: радиус почти как у Ag, но масса выше.
Высокая плотность (≈ 19,3 г/см³).
Релятивистские эффекты: сжатие 6s‑орбитали и её низкая энергия.

Именно эти эффекты:

Делают золото инертным (трудно потерять 6s‑электрон);
Придают характерный жёлтый цвет (поглощение в сине‑зелёной области спектра).

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

Относительная атомная масса Золота (Ar)

A_r(Au) = 196,96657 ≈ 197 (безразмерная величина)

Значение: 196,96657 — это средневзвешенное значение масс природных изотопов золота.

Важно: золото — моноизотопный элемент.

Особенность: в природе оно существует почти на 100% как изотоп ¹⁹⁷Au.

d‑Элемент (электронное семейство)

Золото — переходный металл, валентные электроны находятся на 5d‑ и 6s‑подуровнях.

Свойства:

Высокая электропроводность;
Благородный металл (не реагирует с кислородом, водой и большинством кислот).
Проявляет переменную валентность (+1, +3).
Принадлежность к d‑блоку объясняет высокую температуру плавления, каталитические свойства и образование комплексных соединений.

Он находится в одной группе с другими элементами, однако валентность золота — это ключевое свойство, отличающее его химическую природу.

Проверка знаний: Как определить водород по таблице Менделеева

Отметьте три правильных утверждения, которые однозначно определяют Золото (Au) в Периодической системе.

По каким признакам можно безошибочно установить, что речь идёт именно о Золоте?

1) В атомном ядре содержится ровно 79 протонов.

2) Находится в шестом горизонтальном ряду (периоде) и одиннадцатом вертикальном столбце (группе I B) таблицы Менделеева.

3) Полный набор валентных электронов описывается формулой: 6s¹.

4) Является d-элементом с высокой электроотрицательностью, сравнимой с неметаллами.

5) Имеет степень окисления +2.

6) Имеет самую высокую плотность среди всех известных металлов.

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 1, 2, 3 (или 4, в зависимости от контекста)

1) В атомном ядре содержится ровно 79 протонов.
Это главный отличительный признак: атомный номер Z = 79 однозначно задаёт химический элемент.
2) Находится в 6-м периоде и 11-й группе (I B).
Такое сочетание положения в таблице уникально для золота и определяет:
- шесть электронных оболочек;
- принадлежность к металлам-монетчикам;
- влияние лантаноидного сжатия.
3) Полный набор валентных электронов описывается формулой: 6s¹.
— Внимание: Это упрощенный ответ. Строго говоря, валентными являются 6s¹ и 5d¹⁰. Но 6s¹ отражает его необычную d¹⁰s¹ конфигурацию.
4) Является d-элементом с высокой электроотрицательностью.
Технически верно: Au является d-элементом и имеет аномально высокую ЭО (2,54 по Полингу), что объясняет его инертность, но этот признак не уникален.
5) Имеет степень окисления +2.
Неверно: +1 и +3 являются основными, +2 встречается крайне редко и в основном в комплексных формах.
6) Имеет самую высокую плотность среди всех известных металлов.
Неверно: Золото очень плотное, но самым плотным элементом является Осмий (Os), а за ним следует Иридий (Ir).

Для полноценного понимания атомного строения, физических свойств и применения, переходите к нашей главной статье: золото химический элемент.

Часто задаваемые вопросы:

Каков атомный номер и масса золота?

Атомный номер (Z) — 79. Относительная атомная масса (Ar) — 196,967 (округлённо 197).

Почему золото жёлтое, а не серое, как другие металлы?

Жёлтый цвет — следствие релятивистских эффектов в тяжёлом атоме, которые изменяют энергетический разрыв между 5d- и 6s-орбиталями, заставляя его поглощать синий свет и отражать жёлтый.

Почему золото такое инертное (благородное)?

Инертность объясняется релятивистским сжатием 6s-орбитали. Это делает единственный валентный электрон очень трудным для отрыва, защищая атом от химических реакций.