Nguyên tố Vàng docx

Sử dụng và Ứng dụng Vàng nguyên chất quá mềm không thể dùng cho việc thông thường nên chúng thường được làm cứng bằng cách tạo hợp kim với bạc, đồng và các kim loại khác.. Trao đổi tiền

Tên, Ký hiệu, Số vàng, Au, 79

Phân loại kim loại chuyển tiếp

Nhóm, Chu kỳ, Khối 11, 6, d

Khối lượng riêng, Độ cứng 19.3E3 kg/m³, 2,5

Bán kính van der Waals 166 pm

Cấu hình electron [Xe] 4f14 5d10 6s1

e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 32, 18, 1

Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) ±1, 2, 3, 4, 5 (lưỡng tính)

Cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt

Nhiệt bay hơi 334,4 kJ/mol

Nhiệt nóng chảy 12,55 kJ/mol

Áp suất hơi 100k Pa tại 3.078 K

Vận tốc âm thanh 2.030 m/s tại r.t K

Thông tin khác

Độ âm điện 2,54 (thang Pauling)

Nhiệt dung riêng 128 J/(kg·K)

ε 1,506 Pt196

Au197 100% Ổn định với 118 nơtron

Au198 tổng hợp 2,69517 ngày β- 1,372 Hg198

Đơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú

Vàng là tên nguyên tố hoá học có kí hiệu Au (L aurum) và số nguyên tử 79 trong

bảng tuần hoàn Là kim loại chuyển tiếp (hoá trị 3 và 1) mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, màu vàng và chiếu sáng, vàng không phản ứng với hầu hết các hoá chất

nhưng lại chịu tác dụng của nước cường toan (aqua regia) để tạo thành axít

cloroauric cũng như chịu tác động của dung dịch xyanua của các kim loại kiềm Kim loại này có ở dạng quặng hoặc hạt trong đá và trong các mỏ bồi tích và là một trong số kim loại đúc tiền

Vàng được dùng làm một tiêu chuẩn tiền tệ ở nhiều nước và cũng được sử dụng

trong các ngành trang sức, nha khoa và điện tử Mã tiền tệ ISO của nó là XAU

Các đặc tính đáng lưu ý

Tinh thể vàng

Vàng là nguyên tố kim loại có màu vàng khi thành khối, nhưng có thể có màu đen, hồng ngọc hay tía khi được cắt nhuyễn Nó là kim loại dễ uốn dát nhất được biết Thực tế, 1 g vàng có thể được dập thành tấm 1 m², hoặc 1 ounce thành 300 feet²

Là kim loại mềm, vàng thường tạo hợp kim với các kim loại khác để làm cho nó cứng thêm

Vàng có tính dẫn nhiệt và điện tốt, không bị tác động bởi không khí và phần lớn hoá chất (chỉ có bạc và đồng là những chất dẫn điện tốt hơn) Nó không bị ảnh hưởng về mặt hoá học bởi nhiệt, độ ẩm, ôxy và hầu hết chất ăn mòn; vì vậy nó thích hợp để tạo tiền kim loại và trang sức Các halogen có tác dụng hoá học với vàng, còn nước cường toan thì hoà tan nó

Màu của vàng rắn cũng như của dung dịch keo từ vàng (có màu đậm, thường tía) được tạo ra bởi tần số plasmon của nguyên tố này nằm trong khoảng thấy được, tạo ra ánh sáng vàng và đỏ khi phản xạ và ánh sáng xanh khi hấp thụ Vàng

nguyên thuỷ có chứa khoảng 8 đến 10% bạc, nhưng thường nhiều hơn thế Hợp kim tự nhiên với thành phần bạc cao (hơn 20%) được gọi là electrum Khi lượng bạc tăng, màu trở nên trắng hơn và trọng lượng riêng giảm

Vàng tạo hợp kim với nhiều kim loại khác; hợp kim với đồng cho màu đỏ hơn, hợp kim với sắt màu xanh lá, hợp kim với nhôm cho màu tía, với bạch kim cho

màu trắng, bismuth tự nhiên với hợp kim bạc cho màu đen Đồ trang sức được làm bằng các kết hợp vàng nhiều màu được bán cho du khách ở miền Tây nước Mĩ được gọi là "vàng Black Hills"

Trạng thái ôxi hoá thường gặp của vàng gồm +1 (vàng(I) hay hợp chất aurous) và +3 (vàng(III) hay hợp chất auric) Ion vàng trong dung dịch sẵn sàng được khử và kết tủa thành vàng kim loại nếu thêm hầu như bất cứ kim loại nào khác làm tác nhân khử Kim loại thêm vào được ôxi hoá và hoà tan cho phép vàng có thể được lấy khỏi dung dịch và được khôi phục ở dạng kết tủa rắn

Sử dụng và Ứng dụng

Vàng nguyên chất quá mềm không thể dùng cho việc thông thường nên chúng thường được làm cứng bằng cách tạo hợp kim với bạc, đồng và các kim loại khác Vàng và hợp kim của nó thường được dùng nhiều nhất trong ngành trang sức, tiền kim loại và là một chuẩn cho trao đổi tiền tệ ở nhiều nước Vì tính dẫn điện tuyệt vời, tính kháng ăn mòn và các kết hợp lí tính và hóa tính mong muốn khác, vàng nổi bật vào cuối thế kỉ 20 như là một kim loại công nghiệp thiết yếu

Trao đổi tiền tệ

Vàng đã được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới như một phương tiện chuyển đổi tiền tệ, hoặc bằng cách phát hành và công nhận các đồng xu vàng hay các số lượng kim loại khác, hay thông qua các công cụ tiền giấy có thể quy đổi thành vàng bằng cách lập ra bản vị vàng theo đó tổng giá trị tiền được phát hành được đại diện bởi một lượng vàng dự trữ

Tuy nhiên, số lượng vàng trên thế giới là hữu hạn và việc sản xuất không gia tăng

so với nền kinh tế thế giới Ngày nay, sản lượng khai thác vàng đang sụt giảm.[1]Với sự tăng trưởng mạnh của các nền kinh tế trong thế kỷ 20, và sự gia tăng trao đổi quốc tế, dự trữ vàng thế giới và thị trường của nó đã trở thành một nhánh nhỏ

của toàn bộ các thị trường và các tỷ lệ trao đổi tiền tệ cố định với vàng đã trở nên không thể duy trì Ở đầu Thế chiến I các quốc gia tham gia chiến tranh đã chuyển sang một bản vị vàng nhỏ, gây lạm phát cho đồng tiền tệ của mình để có tiền phục

vụ chiến tranh Sau Thế chiến II vàng bị thay thế bởi một hệ thống tiền tệ có thể chuyển đổi theo hệ thống Bretton Woods Bản vị vàng và tính chuyển đổi trực tiếp của các đồng tiền sang vàng đã bị các chính phủ trên thế giới huỷ bỏ, bị thay thế bằng tiền giấy Thuỵ Sĩ là quốc gia cuối cùng gắn đồng tiền của mình với vàng; vàng hỗ trợ 40% giá trị của tiền cho tới khi Thuỵ Sĩ gia nhập Quỹ Tiền tệ Quốc tế năm 1999.[2]

Vàng nguyên chất quá mềm để có thể được sử dụng như tiền tệ hàng ngày và nó thường được làm cứng thêm bằng cách thêm đồng, bạc hay các loại kim loại cơ sở khác Hàm lượng vàng trong hợp kim được xác định bằng cara (k) Vàng nguyên chất được định danh là 24k Các đồng xu vàng được đưa vào lưu thông từ năm

1526 tới thập niên 1930 đều là hợp chất vàng tiêu chuẩn 22k được gọi là vàng hoàng gia, vì độ cứng

Đầu tư

Nhiều người sở hữu vàng và giữ chúng dưới hình thức các thỏi nén hay thanh như một công cụ chống lại lạm phát hay những đợt khủng hoảng kinh tế Tuy nhiên, một số nhà kinh tế không tin việc giữ vàng là một công cụ chống lạm phát hay mất giá tiền tệ.[3]

Mã tiền tệ ISO 4217 của vàng là XAU

Các thỏi vàng hiện đại cho mục đích đầu tư hay cất trữ không yêu cầu các tính chất cơ khí tốt; chúng thường là vàng nguyên chất 24k, dù American Gold Eagle, gold sovereign của Anh, và Krugerrand của Nam Phi tiếp tục được đúc theo chất

lượng 22k theo truyền thống Đồng xu Canadian Gold Maple Leaf phát hành đặc biệt có chứa lượng vàng nguyên chất cao nhất so với bất kỳ thỏi vàng nào, ở mức

99.999% hay 0.99999, trong khi đồng xu Canadian Gold Maple Leaf phát hành phổ thông có độ nguyên chất 99.99% Nhiều đồng xu vàng nguyên chất 99.99%

khác cũng có trên thị trường Australian Gold Kangaroos lần đầu tiên được đúc năm 1986 như Australian Gold Nugget Chủ đề kangaroo của nó xuất hiện năm

1989 Ngoài ra, có nhiều đồng xu thuộc serie Australian Lunar Calendar, và

Austrian Philharmonic Năm 2006, United States Mint bắt đầu sản xuất đồng xu vàng American Buffalo với độ nguyên chất 99.99%

thường được dùng nhất, khiến vàng có màu đỏ hơn Vàng 18k chứa 25% đồng đã xuất hiện ở đồ trang sức thời cổ đại và đồ trang sức Nga và có kiểu đúc đồng riêng biệt, dù không phải là đa số, tạo ra vàng hồng Hợp kim vàng-đồng 14k có màu sắc gần giống một số hợp kim đồng, và cả hai đều có thể được dùng để chế tạo các biểu trưng cho cảnh sát và các ngành khác Vàng xanh có thể được chế tạo bởi một hợp kim với sắt và vàng tía có thể làm bằng một hợp kim với nhôm, dù hiếm khi

được thực hiện trừ khi trong trường hợp đồ trang sức đặc biệt Vàng xanh giòn hơn và vì thế khó chế tác hơn trong ngành trang sức Các hợp kim vàng 18 và 14 carat chỉ pha trộn với bạc có màu xanh-vàng nhất và thường được gọi là vàng xanh Các hợp kim vàng trắng có thể được làm với palladium hay nickel Vàng trắng 18 carat chứa 17.3% nickel, 5.5% kẽm và 2.2% đồng có màu bạc Tuy nhiên, nickel là chất độc, và độ giải phóng của nó bị luật pháp quản lý ở châu Âu Các loại hợp kim vàng trắng khác cũng có thể thực hiện với palladium, bạc và các kim loại trắng khác,[4] nhưng các hợp kim palladium đắt hơn các hợp kim dùng nickel Các hợp kim vàng trắng có độ nguyên chất cao có khả năng chống ăn mòn hơn cả bạc nguyên chất hay bạc sterling Hội tam điểm Nhật Mokume-gane đã lợi dụng

sự tương phản màu sắc giữa màu sắc các hợp kim vàng khi dát mỏng để tạo ra các hiệu ứng kiểu thớ gỗ

Y tế

Thời Trung Cổ, vàng thường được xem là chất có lợi cho sức khoẻ, với niềm tin rằng một thứ hiếm và đẹp phải là thứ tốt cho sức khoẻ Thậm chí một số người theo chủ nghĩa bí truyền và một số hình thức y tế thay thế khác coi kim loại vàng

có sức mạnh với sức khoẻ.[5] Một số loại muối thực sự có tính chất chống viêm và đang được sử dụng trong y tế để điều trị chứng viêm khớp và các loại bệnh tương

tự khác.[6] Tuy nhiên, chỉ các muối và đồng vị của vàng mới có giá trị y tế, khi là nguyên tố (kim loại) vàng trơ với mọi hoá chất nó gặp trong cơ thể Ở thời hiện đại, tiêm vàng đã được chứng minh là giúp làm giảm đau và sưng do thấp khớp và lao.[6][7]

Các hợp kim vàng đã được sử dụng trong việc phục hồi nha khoa, đặc biệt là răng, như thân răng và cầu răng vĩnh viễn Tính dễ uốn của các hợp kim vàng tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo bề mặt kết nối răng và có được các kết quả nói chung tốt hơn các loại khác làm bằng sứ Việc sử dụng thân răng vàng với các răng có số

lượng nhiều như răng cửa đã được ưa chuộng ở một số nền văn hoá nhưng lại không được khuyến khích ở các nền văn hoá khác

Sự pha chế vàng keo (chất lỏng gồm các phân tử nano vàng) trong nước có màu rất đỏ, và có thể được thực hiện với việc kiểm soát kích cỡ các phân tử lên tới một vài phần chục nghìn nanomét bằng cách giảm vàng chloride với các ion citrate hay ascorbate Vàng keo được sử dụng trong nghiên cứu y khoa, sinh học và khoa học vật liệu Kỹ thuật miễn dịch vàng (immunogold) khai thác khả năng của các phần

tử vàng hấp thụ các phân tử protein lên các bên mặt của chúng Các phần tử vàng keo được bao phủ với các kháng thể riêng biệt có thể được dùng để phát hiện sự hiện diện và vị trí của các kháng nguyên trên bề mặt của tế bào.[8] Trong các phần siêu mỏng của mô được quan sát bởi kính hiển vi electron, các đoạn immunogold xuất hiện với mật độ cực lớn bao quanh các điểm ở vị trí của kháng thể.[9] Vàng keo cũng là hình thức vàng được sử dụng như sơn vàng trong ngành gốm sứ trước khi nung

Vàng, hay các hợp kim của vàng và palladium, được áp dụng làm lớp dẫn cho các mẫu sinh học và các vật liệu phi dẫn khác như plastics và kính để được quan sát trong một kính hiển vi electron quét Lớp phủ, thường được tạo bởi cách thổi với một argon plasma, có ba vai trò theo cách ứng dụng này Tính dẫn điện rất cao của vàng dẫn điện tích xuống đất, và mật độ rất cao của nó cung cấp năng lượng chặn cho các electron trong chùm electron, giúp hạn chế chiều sâu chùm electron xâm nhập vào trong mẫu Điều này cải thiện độ nét của điểm và địa hình bề mặt mẫu và tăng độ phân giải không gian của hình ảnh Vàng cũng tạo ra một hiệu suất cao của các electron thứ hai khi bị bức xạ bởi một chùm electron, và các electron năng lượng thấp đó thường được dùng làm nguồn tín hiệu trong kính hiển vi quét

electron.[10]

Đồng vị vàng-198, (bán rã 2.7 ngày) được dùng trong một số phương pháp điều trị ung thư và để điều trị một số loại bệnh.[11]

Thực phẩm và đồ uống

 Vàng có thể được sử dụng trong thực phẩm và có số E 175.[12]

 Vàng lá, bông hay bụi được dùng trên và trong một số thực phẩm cho người sành ăn, đáng chú ý nhất là các đồ bánh kẹo và đồ uống như thành phần trang trí.[13] Vàng lá đã được giới quý tộc thời châu Âu Trung Cổ sử dụng như một thứ đồ trang trí cho thực phẩm và đồ uống, dưới dạng lá, bông hay bụi, hoặc để thể hiện sự giàu có của chủ nhà hay với niềm tin rằng một thứ

có giá trị và hiếm sẽ có lợi cho sức khoẻ con người Lá vàng và bạc thỉnh thoảng được dùng trong các đồ bánh kẹo ở Nam Á như barfi.[14]

 Goldwasser (nước vàng) là một đồ uống thảo mộc truyền thống được sản xuất tại Gdańsk, Ba Lan, và Schwabach, Đức, và có chứa những bông vàng

lá Cũng có một số loại cocktail đắt giá (~$1000) có chứa bông vàng lá.[15]Tuy nhiên, bởi vàng kim loại trơ với mọi chất hoá học trong cơ thể, nó không mang lại hương vị cũng không có hiệu quả dinh dưỡng nào và không làm thay đổi gì cho cơ thể.[16]

Công nghiệp

Viên gạch vàng 220 kg được trưng bày tại Bảo tàng Vàng Chinkuashi, Đài Loan, Trung Hoa Dân Quốc

Thanh vàng lớn nhất thế giới nặng 250 kg Bảo tàng Toi, Nhật Bản

Một cục vàng tự nhiên đường kính 5 mm (đáy) có thể được dát mỏng bằng búa thành một lá vàng khoảng 0.5 mét vuông Bảo tàng Toi, Nhật Bản

 Hàn vàng được dùng để gắn kết các thành phần vàng trang sức bằng chất hàn cứng nhiệt độ cao hay đồng thau Nếu công việc đòi hỏi chất lượng chứng nhận, vàng hàn phải có cùng trọng lượng carat, và công thức hợp

kim được chế tạo theo hầu hết tiêu chuẩn trọng lượng carat công nghiệp màu sắc đáp ứng vàng vàng và trắng Hàn vàng thường được thực hiện ở ít nhất ba điểm nóng chảy được gọi là Dễ, Trung bình và Khó Bằng cách sử dụng mức khỏ, ban đầu đưa nó tới điểm nóng chảy, tiếp đó người hàn sẽ dần hạ thấp điểm nóng chảy, thợ vàng có thể lắp ráp các đồ vật phức tạp với nhiều điểm hàn riêng biệt

 Vàng có thể được chế tạo thành sợi chỉ và được dùng trong thêu thùa

 Vàng mềm và có thể uốn, có nghĩa nó có thể được chế tạo thành sợi dây rất mỏng và có thể được dát thành tấm rất mỏng gọi là lá vàng

 Vàng tạo màu đỏ sâu khi được dùng làm tác nhân màu trong ngành thuỷ tinh

 Trong chụp ảnh, các chất liệu màu bằng vàng được dùng để chuyển đổi màu của các điểm trắng và đen trên giấy ảnh thành màu xám và xanh, hay

để tăng sự ổn định của chúng Được dùng trong in tông nâu đỏ, chất màu vàng tạo ra các tông đỏ Kodak đã công bố các công thức cho nhiều kiểu tông màu từ vàng, sử dụng vàng như chloride.[17]

 Bởi vàng là một chất phản xạ tốt với bức xạ điện từ như hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy được cũng như các sóng radio, nó được dùng làm lớp phủ bảo vệ cho nhiều vệ tinh nhân tạo, trong các tấm bảo vệ nhiệt hồng ngoại

và mũ của các nhà du hành vũ trụ và trên các máy bay chiến tranh điện tử như EA-6B Prowler

 Vàng được dùng như lớp phản xạ trên một số đĩa CD công nghệ cao

 Ô tô có thể sử dụng vàng để tản nhiệt McLaren sử dụng vàng lá trong khoang động cơ model F1 của mình.[18]

 Vàng có thể được sản xuất mỏng tới mức nó dường như trong suốt Nó được dùng trong một số cửa sổ buồng lái máy bay để làm tan băng hay chống đóng băng bằng cách cho một dòng điện chạy qua đó Nhiệt tạo ra bởi kháng trở của vàng đủ để khiến băng không thể hình thành.[19]

Điện tử

Sự tập trung các electron tự do trong kim loại vàng là 5.90×1022 cm−3 Vàng có tính dẫn điện rất cao, và đã được dùng làm dây dẫn điện trong một số thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng (bạc thậm chí có độ dẫn điện trên thể tích cao hơn, nhưng vàng có ưu điểm chống ăn mòn) Ví dụ, các dây dẫn điện bằng vàng đã được sử dụng trong một số thực nghiệm nguyên tử thuộc Dự án Manhattan, nhưng những dây dẫn bạc dòng lớn cũng được sử dụng trong các nam châm tách đồng vị

calutron của dự án này

Dù vàng bị chlorine tự do tấn công, tính dẫn điện tốt của nó và khả năng chống ôxi hoá và ăn mòn nói chung trong các môi trường khác (gồm cả khả năng kháng axít không chlorine) đã khiến nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp điện tử bởi chỉ một lớp phủ vàng mỏng có thể đảm bảo kết nối điện mọi dạng, vì thế đảm bảo

độ kết nối tốt Ví dụ, vàng được dùng làm thiết bị nối của các dây dẫn điện đắt đỏ, như audio, video và cáp USB Lợi ích của việc sử dụng vàng làm kim loại kết nối

so với kim loại khác như thiếc đang bị tranh luận dữ dội Các kết nối vàng thường

bị các chuyên gia nghe nhìn chỉ trích là không cần thiết với hầu hết khách hàng và

bị coi chỉ đơn giản là một trò marketing Tuy nhiên, việc sử dụng vàng trong các thiết bị điện tử kiểu trượt khác trong các môi trường rất ẩm ướt và ăn mòn, và cho các tiếp xúc với chi phí hư hỏng lớn (một số máy tính, thiết bị thông tin, tàu vũ trụ, động cơ máy bay phản lực) vẫn rất phổ biến.[20]

Bên cạnh tiếp xúc điện kiểu trượt, vàng cũng được dùng trong tiếp xúc điện bởi nó

có khả năng kháng ăn mòn, độ dẫn điện, mềm và không độc.[21] Các công tắc kiểu

bấm nói chung dễ bị ăn mòn hơn công tắc trượt Các dây dẫn bằng vàng mỏng được dùng để kết nối các thiết bị bán dẫn với gói thiết bị của chúng qua một quá trình được gọi là kết nối dây

Hoá học

Vàng bị tấn công và hoà tan trong các dung dịch kiềm hay natri cyanide, và

cyanide vàng là chất điện phân được dùng trong kỹ thuật mạ điện vàng lên các kim loại cơ sở và kết tủa điện Các dung dịch vàng chloride (chloroauric acid) được dùng để chế tạo vàng keo bằng cách khử với citrate hay ascorbate ions Vàng chloride và vàng oxide được dùng để chế tạo thuỷ tinh màu đỏ hay thuỷ tinh có giá trị cao, mà, như chất lỏng keo vàng, có chứa các phân tử nano vàng với kích cỡ đồng đều.[22]

Đơn vị đo lường

Trong ngành kim hoàn ở Việt Nam, khối lượng của vàng được tính theo đơn vị là cây (lượng hay lạng) hoặc chỉ Một cây vàng nặng 37,50 g Một chỉ bằng 1/10 cây vàng

Trên thị trường thế giới, vàng thường được đo lường theo hệ thống khối lượng troy, trong đó 1 troy ounce (ozt) tương đương 31,103 476 8 g

Tuổi (hay hàm lượng) vàng được tính theo thang độ K (Karat) Một Karat tương đương 1/24 vàng nguyên chất Vàng 99,99% tương đương với 24K Khi ta nói tuổi vàng là 18K thì nó tương đương với hàm lượng vàng trong mẫu xấp xỉ 75% Hiện nay ở Việt Nam người ta thường kinh doanh vàng dưới dạng các bánh, thỏi, nhẫn, dây chuyền, vòng, lắc với hàm lượng vàng chủ yếu là 99,999% hay 99,99%,

99,9%, 99% hay 98% Vàng dùng trong ngành trang sức thông thường còn gọi là

vàng tây có tuổi khoảng 18K

Lịch sử

Bản đồ Giấy cói Turin

Mặt nạ tang lễ của Tutankhamun