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交易基础

金

金,是一種化學元素,其化學符號为Au(源于拉丁語:Aurum),原子序數为79,原子量為196.966570 u。纯金是有明亮光泽、黄中带红、柔软、密度高、有延展性的金属。金在元素周期表中在11族,属过渡金属,是化学性质最不活泼的几种元素之一。金在标准状况下是固体,在自然界中常以游离态单质形式存在,如岩石、地下礦脈及沖積層中堆积的砂金或金粒。金能和游离态的银形成固溶体琥珀金,在自然界中也能和铜、钯形成合金。矿物中的金化合物不太常见,主要是碲化金。

概述

金,是一種化學元素,其化學符號为Au(源于拉丁語:Aurum),原子序數为79,原子量為196.966570 u。纯金是有明亮光泽、黄中带红、柔软、密度高、有延展性的金属。金在元素周期表中在11族,属过渡金属,是化学性质最不活泼的几种元素之一。金在标准状况下是固体,在自然界中常以游离态单质形式存在,如岩石、地下礦脈及沖積層中堆积的砂金或金粒。金能和游离态的银形成固溶体琥珀金,在自然界中也能和铜、钯形成合金。矿物中的金化合物不太常见,主要是碲化金。 金的原子序数在宇宙中天然存在的元素中是较高的。据信这种重元素是在两颗中子星碰撞时的超新星核合成中产生,在太阳系形成前的尘埃中就已存在。由于地球形成之初还处于熔化状态,早期地球的金几乎都已沉入地核。因此,现在地球上地壳和地幔的金多是拜后来后期重轰炸期(约40亿年前)的小行星撞击事件所赐。 金能抵抗单一酸的侵蚀,但却能被王水溶解。这种混合酸能和金反应生成四氯合金酸根离子。金也能溶于碱性氰化物溶液,这是其开采和电镀的原理。能夠溶解銀及卑金屬的硝酸不能溶解金,这些性質是黃金精煉技術的基础,也是用硝酸来鉴别物品裡是否含有金的原理,这一方法是英語諺語「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。此外,金能溶于水銀,形成汞齊(也是一种合金),但这并非化学反應。 金在有历史记载以前就是一種廣受歡迎的貴金屬,用于貨幣、保值物、珠寶和艺术品。以前国内和国际通常实行以金为基础的金本位货币制度,但1930年代时金币已停止流通。70年代,随着布雷頓森林協定的结束,世界范围内的金本位制终于让位给法定货币制度。不过因其稀有,易于熔炼、加工和铸币,色泽独特,抗腐蚀,不易和其他物质反应等特点,金的价值并不下降。 截至2021年 (2021-Missing required parameter 1=month!)底,人类总共开采205,238公噸的金。产量中的50%用于珠宝,40%用于投资,还有10%用于工业。因其高延展性,導電性,抗強酸、強鹼、化學藥品之侵蝕性,在大多数反应中的惰性和导电性,金一直在各类电子设备中用作耐腐蚀的电子连接器,这是它的主要工业用途。此外它还用于屏蔽红外线,生产有色玻璃和金箔,以及修补牙齿。有些金盐在医学上仍作为消炎药使用。

词源

英语“gold”和很多日耳曼语族的相应单词同源,源于原始日耳曼语*gulþą,而后者则源于原始印欧语*ǵʰelh₃-,意为“闪耀,闪光;呈黄色或绿色”。 符号Au则是来自拉丁語:aurum,意即“金”。后者本身则来自原始印欧语*h₂é-h₂us-o-,意为“发光”。这个词和拉丁語:aurora(“黎明”)的源词*h₂éu̯sōs的词根相同,是*h₂u̯es-。也许是因为这种词源关系,是科学出版物中常说aurum意思是“闪亮的黎明”。

延性及展性

金是延性及展性最高的金屬。一克金可以打成一平方米薄片或拉長成4000公尺的細絲,或者說一盎司金可以打成300平方英尺。金葉甚至可以被打薄至半透明,因為金反射黃色光及紅色光能力很強,透過金葉的光會顯露出綠藍色。因延展性非常好,黄金可以打成金箔和拉成金絲。金箔用于塑像、建筑、工艺品的贴金,常见于寺庙、教堂内的装饰贴金。金箔也可入中药。

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单质,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在金沉澱物的形成中发挥着重要作用: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。

顏色

其他金屬顏色通常是银灰色的,因為它們的「離域電子」,一般是最外层电子,能夠吸收及放出的光子頻率範圍较大,覆盖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中微妙的相對論效應影響金原子的原子軌域,导致最外面的两层电子轨道过窄,能级差仅1.9ev,能量对应于可见光的蓝色波段,而蓝色对应的互补色为黄色。

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)。溶於王水,生成三氯化金水溶液及一氧化氮氣體。另外,金的密度相當高,為19,320 kg/m³。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。

金融交易

在很多國家,金是貨幣交易標準,也會用來製作硬幣及珠寶。由於純金太軟,所以金通常會與銅及其他卑金屬製成合金來增加硬度。金在合金的含量會以克拉(k)來量度,而純金則是24k。在1526年至1930年代流通的+03.,由於其硬度的關係,通常會是22k合金,稱為皇冠金。但在今天,金不再担任日常貨幣流通角色。 在历史上,金曾经天然地充当货币的角色。19世纪中期,曾形成金本位制度。尽管现在世界上各国多以纸币作为法定货币(且部分国家禁止金作为货币流通),但金依然被视为一种“准货币”,黄金储备在各国财政储备中均占有重要地位。

收藏用金幣

現在,貴金屬幣主要用作收藏或投資,所以通常是24k的。然而,美國鷹幣、南非克留格尔金币及英國沙弗林金幣仍因為歷史因素而被製成22k。加拿大楓葉金幣的純度,為99.99%(準確度:0.9999)。現代部分其他有99.99%純度的金幣有「澳洲金袋鼠」(它最早以澳洲金塊的形式在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及奧地利愛樂金幣。美國鑄幣局在2006年起發行的美國水牛金幣亦有99.99%的純度。

原材料

由於24k純金比较軟,所以在作珠寶時,金常常會被製成合金以改變硬度、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等卑金屬。銅是卑金屬中最常用的,會使合金有偏红的色澤。在數百年前及俄羅斯的珠寶中也有以銅模鑄造,含25%銅的18k金—玫瑰金。而14k金銅合金與部分青銅合金顏色幾乎一樣,兩者皆可用作製作徽章。 藍金是由金和鐵製成合金而成,但因為藍金較脆弱,所以較難使用在珠寶製作上。紫金是由金和鋁製成合金而成,通常只用在專門的珠寶上。14k或18k的金與銀製成合金後呈綠黃色,所以被稱為綠金。而金與鈀或鎳製成合金則可形成白金合金。白色18k金合金呈銀色,並含有17.3%鎳、5.5%鋅及2.2%銅。但由於鎳有毒,受歐洲法律限制,所以有時會用另一種方法,用鈀、銀及其他白色金屬製造白金合金。但是它的製作成本比前者為高。高純度的白金合金比起銀或純銀的抗侵蝕能力高很多。日本工藝品木目金充分利用了不同金合金間的顏色對比,製造出裝飾性如同木紋年輪的效果。

焊料

由金製造的焊錫或銅焊通常用作高溫硬焊或連接金製珠寶的部件。金匠利用獨立焊錫接口組合複雜物件。金焊錫通常有三種不同硬度,硬度高的焊錫會被優先使用,其次是較低硬度的焊錫。金焊錫必須與連接物品的純度相同。合金會在嚴格監控下製造,使它們的顏色與黃金或白金吻合。

另類醫療

在中世紀,由於金罕有及漂亮,所以被認為對健康有益(雖然實際上不是)。現在,隱微術者仍認為金有治療疾病的力量,並用作另類醫療。其實,部分金的鹽類的確有防止發炎的性質,並被用作治療關節炎。但由於金屬狀態的金對所有體內的化學反應呈現惰性反應,所以只有金的鹽類及其放射性同位素有醫學價值。

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