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1、11 金的基本性质金(Au)在元素周期表中属 IB 族，在这一族中有铜、银和金，金的化合价为+1和+3。金的原子序数为 79，相对原子质量为 196967，原子半径为 014nm，密度为19329,em3(20 )，熔点为 106443，沸点为 2808，莫氏硬度为 253，具有常数为 0407nm 的面心立方体结晶晶格。已知金有质子数为 183201 的同位素，但只有同位素 Au“7 最稳定。金的克拉克值为 0004 X 10“，相当于同族元素银的 120，铜的 115750；与相邻元素相比，相当于铂的 114，汞的 125。表明在贵金属元素中金的地壳丰度最低。这一方面是由于金的原子序数大，
2、其原子核内部核电荷较多，造成原子核不稳定；另一方面由于金属于奇数原子，即核外电子数为奇数(79)，与偶数原子 (Pt78、H980)相比，其相对稳定性较差，从而造成金在地壳中的分布量很少。此外，由于金具有较强的亲铁性，故大部分进入地核(FeNi 核心) 中，也是造成金在地壳中分布贫乏的重要原因。金的电负性、电离势和氧化还原电位均很高，从而决定了金属于惰性元素，在自然界中主要呈自然元素状态存在。111 金的物理性质纯金为瑰丽的金黄色，但颜色随杂质的含量而改变，如金中加入银、铂时颜色变浅，加入铜时颜色变深。金破碎成粉末或碾成金箔时，其颜色可呈青紫色、红色、紫色乃至深褐色至黑色。金的纯度可用试金石鉴
3、定，称为“条痕比色” 。所谓“七青、八黄、九紫、十赤” ，意思是条痕呈青色，金含量为 70；呈黄色，金含量为 80；呈紫色，金含量为 90；呈红色，则为纯金。金具有较好的延展性。现在的技术可把黄金碾成 000001mm 厚的薄膜；把黄金拉成细丝，19 黄金可拉成长 35km 、直径为 00043mrn 的细丝。但当金中含有Pb、Bi、Te 、cd、sb、 As、sn 等杂质时，力学性能明显下降；如含 0olPb 时，性变脆；含005Bi时，甚至可用手搓碎。金的导电性仅次于银和铜，为银导电率的 767，居第三位。金的电阻率在 O。E时为206510“Q-cm，20。C 时为 22510“Q-cm
4、，25。 C 时为 24210“Qcm ，温度愈高，系数愈大。金的导热性仅次于银，热导率为银的 74。在 O。E 时，金的热导率为 3096W(cm )。金的密度随温度略有变化，常温时为 1932cm3，处于熔点的固态密度为1847cm3，液体密度为 17369era3。金的挥发性极小。在 10001300之间熔炼时，金的挥发损失为 001025。金的挥发损失与炉料中挥发性杂质含量和周围气氛有关。如熔炼合金中锑或汞含量达 5时，金的挥发损失可达 02；在煤气中蒸发金的损失量为空气中的6 倍；在一氧化碳中的损失量为空气中的 2 倍。熔炼时金的挥发损失是由金的强吸气性而引起的。112 金的化学性质
5、金的化学性质非常稳定。在空气中，在有水分存在的情况下，金均不发生变化；甚至在高温条件下，金也不与氢、氧、氮、硫、碳起作用。金可与卤素化合，在高温下即可与溴反应；加热时，金可与氟、氯和碘化合。在常温下，金不与碱起作用，也不与单独的无机酸(如硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸) 和有机酸起作用，但金可溶于混合酸，如硝酸和盐酸的混合酸、硫酸和硝酸的混合酸等。在有强氧化剂存在时，金能溶于某些无机酸，如当有高碘酸(H：IO 。)、硝酸、二氧化锰存在时，金溶于浓硫酸，并可溶于热的无水硒酸(H： Se0。) 中。金易溶于王水、氯饱和盐酸。在有氧的情况下，金溶于碱金属或碱土金属的氰化物溶液中。此外，金还溶于碱金属硫化物
6、、酸陛硫脲、硫代硫酸盐、多硫化铵溶液，以及碱金属氯化物或溴化物存在下的铬酸、硒酸、碲酸与硫酸的混合酸及任何能产生新生氯的混合溶液中。碱对金无明显的腐蚀作用。在一定条件下，金可生成多种无机化合物和有机化合物，如金的硫化物、氧化物、氰化物、卤化物、硫氰化物、硫酸盐、硝酸盐、氨化物、烷基金和芳基金等。金在化合物中常呈一价或三价状态存在。金的化合物很不稳定，在加热时容易分解，某些化合物在光照下也会分解。表 11 列举了一些自然界中金的常见盐类和其他化合物的溶解度。金的化合物易被还原，凡具有比金更负电性的金属(如 Mg、Zn、Fe、A1 等)、某些有机酸(如甲酸、草酸、联氨等 )、某些气体(如氢、一氧化
7、碳、二氧化硫等)都可作还原剂将其还原成金属。12 金的矿物金在地壳中的丰度为 410 一，远低于铜、铅、锌，也低于银，AuAg 值为 007。在自然界，金为亲硫元素，但却不与硫化合，也不与氧化合。金主要以自然金产出，或为各类含有银、铜和铂族元素的天然合金的一个重要组成部分。已知的有几种金和金一银的碲化物，最常见的是针碲金矿、碲金矿、碲金银矿、斜方碲金矿、叶碲金矿。有些金矿床中产有锑化物类(方锑金矿 AuSb：)，还有金银的金硒化物类 (硒金银矿 A 勘 AuSe：) 、含银的金硫化物类(硫金银矿 A 勃 AuS：)和铋化物( 黑铋金矿 Au：Bi)。金的主要矿石矿物是自然金、方锑矿和各种金的碲
8、化物。在原生条件下，金矿物常与黄铁矿、毒砂等硫化物共生。与金共生的主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、辉锑矿、黄铜矿、斑铜矿等，有时还有方铅矿、闪锌矿及其他金属硫化物和金属氧化矿物。脉石矿物主要为石英。对金矿物的分类，现国内外尚无统一的方案。蔡长金等对我国已知的金矿物以晶体化学为基础，同时考虑到某些矿物的晶体结构不明，并进一步按阳离子组合和阴离子的性质，将金矿物划分为 3 大类和 12 种类型。有关我国金矿物的分类见表 1-2。13 金的开发利用 黄金是人类最早认识和利用的金属。最初古人采金，几乎全部用来制作偶像、神龛、碗、瓶、杯和各种饰物。后来，大约在公元前 1000 年，金和银开始作为人们进行
9、交换的媒介硬币，自由流通。之后，黄金长期成为货币金属。我国是世界最早使用金币的国家，随着资本主义关系的发展，第一次世界大战后，金的流通和作为货币的用途大大削减。目前，黄金仍然是国家资源储备和私人积蓄的物质。此外，在工业上黄金的利用也愈来愈广泛。131 金的货币储备价值据报道，到 20 世纪 50 年代，世界黄金总采出量为 5000t，其中 60供作货币。在供作货币的金中，大部分被铸成金条、金砖等保存在世界各国银行作为货币储存，仅有一小部分铸成金币供使用。20 世纪 60 年代以来，各个国家黄金的储量基本上是稳定的。132 金的工艺品用途黄金的另一重要用途是用作贵重工艺品和首饰，成为私人积蓄的收
10、藏品。据英国金融时报1995 年 3 月 20 日报道，截至 1994 年底，全世界已累计生产黄金3703 X 1080Z(10Z=28359)，其中 13091080Z 被用于制造首饰，约占总量的3535：各国中央银行或其他政府机构掌握的有 11621080Z，约占总量的 3138；私人投资名掌握的有 8081080Z，约占总量的 2182；用于工业和医疗事业的仅有4241080z约占总量的 1145。(1)首饰工艺品。首饰工业是黄金的传统最大需求部门。首饰工艺品主要是适合 A类的饰物，以纯金产品和珠宝镶嵌品为主，这类工艺发展悠久，民族特征极为强烈，工艺要求精细，造型精美。随着工业技术的发展
11、，制造首饰不再只是用纯金，而大多是用金三其他金属的合金，其机械强度和稳定性大大超过黄金。(2)纪念工艺品。纪念工艺品主要是结合地方特色，以旅游、奥运、重大纪念意义、重要人物为题材，反映地方文化风土人情而制作的工艺品。(3)装饰工艺品。装饰工艺品主要作为居家和办公场所的摆设，重要物件的镶嵌饰物品，显示物件的富丽堂皇，提高外观的观赏能力。133 金的工业用途1331 金的工业用途随着科学技术和经济的发展，工业上的应用也逐渐成为黄金需求的重要领域。 金具备独一无二的完美性质。它具有极高的抗腐蚀稳定性；良好的导电性和导热性：金的原子核具有较大捕获中子的有效截面；对红外线的反射能力接近 100；在金的合
12、盆中具有各种触媒性质；金还有良好的工艺性，极易加工成超薄金箔、微米金丝和金粉；金很容易镀到其他金属和陶器及玻璃的表面上，在一定压力下金容易被熔焊和锻焊；金可匍成超导体与有机金等。正因为有这么多有益性质，它有理由广泛用到最需要的现代高新拱成超导体与有机金等。正因为有这么多有益性质，它有理由广泛用到最需要的现代高新技术产业中去，如电子技术、通讯技术、宇航技术、化工技术、医疗技术等。由于金极易加工成超薄的金箔和微米级金丝，也能很好地加压钎焊和焊接，极易在金属和陶瓷表面作金涂层，故工业中 90的金供镀层用，作为玻璃、陶瓷、石英的薄镀而广泛用于电子设备、半导体元件、集成电路。这种薄膜的特点是导电性能和耐
13、腐性能好。特别重要的是金能与铟、镓、硅和其他元素构成低熔点的具有特定导电性的共晶体。金基焊料可以浸润各种材料，具有很好的耐腐蚀性和工艺性，能保证焊接接头有很好的强度和热强度。由于这种焊料的低蒸气压特点，可用于钎焊真空密封的电子管零件的缝隙和宇航工业的各种部件。由于金具有高反射率兼低辐射率的性能，镀金用在各种宇宙仪表上，可防止太阳的辐射，反射掉 100的红外线。也可用于其他防止辐射的场合，如用在喷气式发动机的油嘴上和宇航装置的燃料部件上。金还可以用于建筑物窗玻璃的金属处理，在炎热的夏季玻璃窗上的薄金膜(013 斗 m)可反射红外线，使室内相当凉爽。如果使电流通过这种玻璃，玻璃便会获得透明不污的性
14、能。金是最佳的固体润滑剂中的软金属材料。用它制成的固体润滑材料被用作在真空及一些不良气氛条件下运转的机械润滑。金可以通过复合电沉积法制成固体润滑的复合材料，由复合电沉积法制备的镀层有良好的综合性能。金的固体润滑剂与其他特种固体润滑剂的条件下润滑的需要。如在人造卫星上天线系统、太阳能电池帆板机构、红外线摄像自润滑轴承、光学仪器的驱动机构、温度控制机构、星箭分离机构及卫星搭载机构、导弹防卫系统、原子能机械系统等。在测量技术中，金及其合金用于制造精密电位计、热电偶、电阻温度计。在化学工业中，金主要用作运输强腐蚀性液体的钢管的覆层。某些金的合金可用作催化剂。在人造丝生产中制造喷丝头时，金铂合金可以替代
15、铂铑合金。在医学上，大量金及其合金用于制造牙套和假牙。含金盐医用药剂可用来治疗结核、风湿性关节炎等多种疾病。放射性金可用于治疗恶性肿瘤。在科学研究方面，金用于捕获慢中子。用金的放射性同位素研究金属和合金中的扩散过程等。1332 金的深加工工业项目 A 键合金丝材料键合金丝是一种具备优异电气、导热、力学性能以及化学稳定性极好的内引线材料。为适应不同的键合机型和键合工艺，制备出不同品位和特性。Ic 用键合金丝品种规格很多，作为 Ic 和半导体分立器件内引线的键合金丝是指纯度为 9999(4N)、线径为1850lxm 的高纯合金丝。日本的金丝种类、质量和产量在世界上均居首位。目前国内键合金丝产业经过
16、近十年的发展，已经形成几条产能较大的生产线。国内主要生产企业有：山东贺氏招远贵金属材料有限公司、常熟特种电子材料厂、昆明贵金属研究所和北京达博有色金属焊料有限责任公司、北京市金健电子材料公司、北京亿金有限公司、宁波康强电子有限公司。子有限公司等。随着集成电路及半导体器件向封装多引线化、高集成度和小型化发展，要求用更细的键合丝进行窄间距、长距离的键合。因此对键合金丝的技术指标提出了越来越高的要求，高纯度、高温、超细超长的金丝需求量迅速增长，一半以上的普通键合金丝都将向高密度低弧度键合金丝发展，其发展潜力巨大，前景广阔。市场调查表明：集成电路是微电子工业的心脏，被国家列为重点发展产业， “九五”期间一直保持稳定的两位数增长趋势。国外著名公司如美国摩托罗拉、英特尔、日本NEC、富士通、三
