在化學元素周期表中:金的原子序數為79。這就是說:金的原子核周圍79個帶負電荷的旋轉電子。金前面的近鄰是:鋨(Os)、鐵(Ir)、鉑(Pt):而 (Ir) (Pt)(Tl)(Pb)後面的則是:汞(Hg)、鉈(Tl)、鉛(Pb)。金與釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑這些金屬都具有很好的化學穩定性,故統稱為貴金屬。
談到金,最好先談談它的性質,然後再談談人類如何利用這些性質。有意思的是,人們在鑒定黃金時,最常的詞是「很」,而不是「最」字。這是因為黃金的純度要達到「最」的程度是不可能的。
金的密度為19.32克/立方釐米,也就是說,直徑僅為6毫米的金球,其重量就有1公斤。這裏指的是化學上純金的密度,而在自然界中這樣的純金在某種程度上是不存在的。
金的 「天然」密度與雜質含量有關,可從15.16克/釐米3到18-19克/釐米3。把容積為1升的玻璃瓶裝滿金礦砂,其重量約為16公斤。
黃金的重量對其開採十分有利,用最簡單的方法:如採用溜槽淘洗,就能獲得很高的回收率。最重的幾種金屬,按其密度(克/立方釐米)排列如下:鉑21.6,金19.3,汞13.6,鉛11.4,銀10.5。
在純金上用指甲可劃出痕?黃金是一種很柔軟的金屬,但不是最柔軟的金屬,因為鉛和錫更柔軟,這種柔軟性使黃金非常易於加工。然而這一點對裝飾品的所有者來說,又很不理想,因為這樣很容易使裝飾品刮傷,失去光澤而影響美觀。
許多金屬能與金形成合金的原因在於這金屬的原子半徑與金的原子半徑非常接近;金的原子半徑等於1.46埃;鉍是1.46埃;銀是1.44埃;鉑是1.39埃。金合金中的所有金屬都比其純金屬鎔點低。假如把金加熱到接近熔點,金就可以像鐵一樣熔接,纖細的金粒可熔結成金塊。
黃金易鍛造和易延展,這當然都是它的柔軟性有關;對金的可鍛性和延展性通常是分別進行考察的。黃金在這兩種性能方面的可加工程度,甚至使十分內行的人都感到吃驚。黃金可碾成厚度僅為1微米(0.001亳米的透明和透綠色的金箔)。0.5克的黃金可拉成160米長的金絲,一千克的金箔可鋪展530平方米
黃金是熱和電的良導體,或者說是非常好的導體,但不是最好的導體。黃金的這種傳導性能不如鉑、汞、鉛、銀四種金屬。金的熔點為1063°c,熔融金有較高的揮發性,隨著溫度的升高,其揮發性不斷增強。純金的抗壓強度為10kg/㎜2,其抗拉強度與預處理的方法有關,一般在10-30kg/㎜2之間。冷拉金絲時,受力最大。
純金有著極好看的草黃色的金屬光澤。可以說黃金在所有金屬中,顏色最黃,甚至使煉丹家誤認為金與硫同屬一類礦物。
在自然界中見不到純金,而金屬雜質(首先是銅和銀)賦予金以各種顏色和色調,從淡黃色到鮮黃紅色。
黃金的顏色同時也取決於該金屬增的厚度及其聚集體狀態。例如,很薄的金箔,對著亮處看是發綠色的,熔化的金也是這種顏色。而未熔化的金則呈黃綠色。細粒分散金一般為深紅色或暗紫色。有關黃金的顏色,在講到金的使用時,我們還要談到。
自然金有時會覆蓋一層鐵的氧化物薄膜。在這種情況下,黃金的顏色可能呈褐色、深褐色、甚至是黑色。開採這樣的黃金,有時很難與周圍的脈石相區別,所以需要非常仔細的分辨,以避免金的丟失。
據說,這種金都有一個包裏層物,有時候,很可能是一些附著在金粒表面的細粒脈石。應該指出,這種包裹層不僅影響對金的識別,而且還使其在選礦(混汞或氰化)處理時更加困難,因此選礦工人都不愛和這類金打交道。金銀合金、金銅合金、金鉑合金、金鈀合金以及其它的金屬合金都不是化合物,而是固熔體。
金粉在溫度較低的情況下,必須加壓力才能熔接在一起。金與其他金屬在一起熔化,不僅可降低其熔點,而且還能改變金本身的機械性能,其中包括銀和銅可明顯地提高金的硬度;首飾匠們廣泛利用了這一特點。砷、鉛、鉑、銀、鉍、鍗能使金變脆;鉛在這方面的特點就更為突出。含鉛僅有1%的合金,如果衝壓一下,就會變成碎塊。純金中含0.01%的鉛,它的良好可鍛性就將完全喪失。
金有吸收x射線的本領。金的原子量(196.9)的分數值,本身表明,自然界中的金是由各種同位素組成的。在原子量從183到201的已知15種同位素中,只有Au=197的同位素是穩定的。
金被列入化合物的行列中,也象規定貴金屬族一樣,是很勉強的,但它畢竟能與某些元素相互作用。特別是與鹵素(氯、溴、碘)化合生成入AuCl或AuC13等。金同樣能與氰化物、汞和碲化合。事實上,在自然界中只存在金與碲的化合物,金與汞的化合物極少。所有其他化合物都是用人工製得的,用人工方法還可以製得 「雷金」在衝擊或加熱時容易爆炸。
金雖然很難溶解,但仍能溶解在某些溶液中。在含有氯、硫酸或腐植酸的水中也可以溶解少量的金。在一份硝酸和氰化物稀溶液中金的溶解度相當高。
金的結晶為等軸晶系。晶體的形狀常呈立方體或八面體。晶體經溶化後再凝結時,呈不規則的多角形。冷卻得越,晶體就越大。
*1埃=0.00000001釐米
早在西元前700年,人們已發現了鉑,但因為鉑的熔解溫度高(攝氏1773度),古人並不懂鉑鑄造成首飾,只有當時的埃及人用鉑鑄成象形文字,將飾在神匣上。鉑比金更罕有,其價錢比黃金更貴,用來鑲嵌鑽石耐用性比金還更高,是珠寶首飾最佳拍檔。
16世紀初,西班牙殖民帝逐漸強大,大批冒險家蜂擁到非洲和美洲,掠金奪寶。殖民者在厄瓜多爾的河流中淘金時,發現了一種白色金屬,它就是鉑,但由於當時的科學程度,把鉑誤認為是劣等的碎銀而未加重視,也就是當時的人稱為Platina,是「碎銀」的意思。它也因為寂寂無名,雖然印地安人也用白鉑來製造首飾,但都深覺它是很難處理,也就沒被廣大使用。
1748年,西班牙科學家安東尼、洛阿在平托河金礦中發現了白色自然鉑,經過詳細的研究,得知鉑的化學性穩定,與金屬銀有別。安東尼、洛阿是第一位對鉑有深入探討的科學家。Platinum源自西班牙語Platina delPinto 意為「平托河中的碎銀」。
18世紀法國國王路易十六特別偏愛鉑金屬,稱鉑為「唯一與國王稱號相匹的貴金屬」,1870年巴黎的一位巧匠,為路易十六國王和王后製造了鉑戒指、胸針和項鍊,因此他們成了世界上有記載的第一位擁有鉑飾品的人。從此鉑金屬聲名大噪,王公貴族競相使用,使得鉑位居黃金之上。
1741年,英國人也開始對鉑作出研究,發現鉑真的是不可多得的貴重金屬,1820年,數個國家都發現鉑的蹤跡,包括加拿大、西班牙、巴西、日本、哥倫比亞等地,同時也研究發明出製造高溫的氧氫氣槍,使鉑熔解的問題慢慢的迎刃而解。現在南非是產鉑最主要的國家,其次是俄羅斯和加拿大。
鉑是一組頗為罕有的金屬元素,被稱為「鉑組金屬」,其中包括釕(Ruthenium)、銠(Rhodium)、鈀(Palladium)、鋨(Osmium)及銥(Iridium)和鉑。而這組罕有的金屬元素裡,除了鋨之外,其它都可以用來作鑲嵌之用。
鉑的顏色與磨亮的銀極為相似,和白K金看起來也大同小異,鉑光澤漂亮又不容易刮花,算是最堅硬(硬度4至4.5)和最耐用的優良金屬,其延展能力和可鍛性都很強,不會與鹼性和硫酸產生化學作用,但會被強酸給侵蝕。
用於鑲嵌飾物的鉑,其實是由90%鉑及10%銥所組成的,鉑的比重高21.43,比金銀都重,熔解溫度也異常的高,若用它來鑲嵌無色或微藍的鑽石,會讓你有意相不到的好效果。
鉑組合不同的金屬成份,會有不同的壓印,以示具身份,印上「PLAT」表示含最少有90%的鉑,「IRID」代表銥,「PALL」代表鈀,「RUTH」代表釕,「RH」代表銠,而「OSMI」化表鋨,若印有這些字樣,則表示佔有最少90%該金屬成份。
現在常用的鉑壓印標記包括:
銠是鉑組金屬當中對鑲嵌珠寶飾品有極大的影響。其顏色比鉑更白,反射能力也不錯,硬度也比鉑高,不會被酸性侵蝕,是不可多得的貴金屬。一般工廠會用銠來覆蓋銀、K白金和鉑使得它們金屬表面更光亮硬度更高,也可讓它們看起來歷久彌新。
附註:
本網頁文章摘錄自 台灣金銀珠寶同業協會 金石共和4 (P.31、p.37)
台錢 | 盎司(ounce) | 公克(gram) | |
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台錢 | 1 | 0.12056 | 3.75 |
盎司 | 8.2944 | 1 | 31.106 |
公克 | 0.2666 | 0.032148 | 1 |