Aur este un element chimic ușor de recunoscut prin culoarea sa galbenă metalică. Este valoros datorită rarității, rezistenței la coroziune, conductivității electrice, maleabilității, ductilității și frumuseții. Dacă întrebați oamenii de unde provine aurul, cei mai mulți vor spune că îl obțineți dintr-o mină, căutați fulgi într-un pârâu sau extrageți-l din apa de mare. Cu toate acestea, adevărata origine a elementului este anterioară formării Pământului.
Cheltuieli cheie: Cum este format aurul?
- Oamenii de știință cred că tot aurul de pe Pământ s-a format în supernove și coliziuni cu stele de neutroni care au avut loc înainte de formarea sistemului solar. În aceste evenimente, aurul s-a format în timpul procesului r.
- Aurul s-a scufundat în miezul Pământului în timpul formării planetei. Este accesibil astăzi doar din cauza bombardamentelor de asteroizi.
- Teoretic, este posibil să se formeze aur prin procesele nucleare de fuziune, fisiune și descompunere radioactivă. Cel mai ușor pentru oamenii de știință să transmute aurul prin bombardarea cu cel mai greu element de mercur și producerea aurului prin descompunere.
- Aurul nu poate fi produs prin chimie sau alchimie. Reacțiile chimice nu pot modifica numărul de protoni din interiorul unui atom. Numărul protonului sau numărul atomic definește identitatea unui element.
Formarea naturală a aurului
In timp ce fuziune nucleară în cadrul Soarelui face multe elemente, Soarele nu poate sintetiza aurul. Energia considerabilă necesară obținerii aurului apare numai atunci când stelele explodează în sec supernovă sau când stelele de neutron se ciocnesc. În aceste condiții extreme, elementele grele se formează prin intermediul procesului rapid de captare a neutronilor sau a procesului r.
Unde are loc aurul?
Tot aurul găsit pe Pământ provenea din resturile stelelor moarte. Pe măsură ce Pământul s-a format, elemente grele cum ar fi fier iar aurul s-a scufundat spre miezul planetei. Dacă nu s-ar fi produs alt eveniment, nu ar exista aur în scoarța terestră. Dar, în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, Pământul a fost bombardat de impactul asteroizilor. Aceste impacturi au stârnit straturile mai adânci ale planetei și au forțat un pic de aur în manta și crustă.
Se pot găsi unele aur în minereurile de stâncă. Se fac ca niște fulgi, ca și element nativ pur, și cu argint în aliajul natural Electrum. Eroziunea eliberează aurul de alte minerale. Deoarece aurul este greu, se scufundă și se acumulează în albiuri, depozite aluviale și ocean.
Cutremurele joacă un rol important, deoarece o eroare schimbătoare decomprimă rapid apa bogată în minerale. Când apa se vaporizează, vene de cuarț și depozit de aur pe suprafețele de stâncă. Un proces similar are loc în interiorul vulcanilor.
Cât de mult este aurul pe lume?
Cantitatea de aur extrasă de pe Pământ este o fracțiune minusculă din masa sa totală. În 2016, Studiul Geologic al Statelor Unite (USGS) a estimat 5.726.000.000 de uncii troy sau 196.320 tone americane au fost produse încă din zorii civilizației. Aproximativ 85% din acest aur rămâne în circulație. Deoarece aurul este atât de dens (19,32 grame pe centimetru cub), nu ocupă mult spațiu pentru masa sa. De fapt, dacă ați topit tot aurul extins până în prezent, v-ați termina cu un cub de aproximativ 60 de metri!
Cu toate acestea, aurul reprezintă câteva părți la un miliard din masa scoarței terestre. Deși nu este fezabil din punct de vedere economic extragerea mult aur, există aproximativ 1 milion de tone de aur în kilometrul de sus al suprafeței Pământului. Abundența de aur din manta și miez nu este cunoscută, dar depășește foarte mult cantitatea din crustă.
Sintetizând elementul Gold
Încercări de alchimistii pentru a transforma plumbul (sau alte elemente) în aur nu au avut succes, deoarece nici o reacție chimică nu poate schimba un element în altul. Reacțiile chimice implică un transfer de electroni între elemente, care pot produce ioni diferiți ai unui element, dar numărul protonilor din nucleul unui atom este ceea ce definește elementul său. Toți atomii de aur conțin 79 de protoni, deci numărul atomic de aur este de 79.
Obținerea aurului nu este la fel de simplă precum adăugarea sau scăderea directă a protonilor din alte elemente. Cea mai comună metodă de schimbare a unui element în altul (transmutaţie) este de a adăuga neutronii la un alt element. Neutronii schimbă izotopul unui element, ceea ce face ca atomii să fie suficient de instabili pentru a se despărți prin descompunerea radioactivă.
Fizicianul japonez Hantaro Nagaoka a sintetizat prima dată aurul prin bombardarea mercurului cu neutroni în 1924. În timp ce transportul mercurului în aur este cel mai ușor, aurul poate fi obținut din alte elemente - chiar plumb! Oamenii de știință sovietici au transformat accidental scutul de plumb al unui reactor nuclear în aur în 1972, iar Glenn Seabord a transmis o urmă de aurul din plumb în 1980.
Exploziile cu arme termonucleare produc capturi de neutroni similare procesului r din stele. Deși astfel de evenimente nu sunt o modalitate practică de sinteză a aurului, testarea nucleară a dus la descoperirea elementelor grele einsteinium (atomic numărul 99) și fermiu (atomic numărul 100).
surse
- McHugh, J. B. (1988). „Concentrarea aurului în apele naturale”. Jurnalul de explorare geochimică. 30 (1–3): 85–94. doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi: 10.1007 / BF01505547
- Seeger, Filip A.; Fowler, William A.; Clayton, Donald D. (1965). „Nucleosinteza elementelor grele prin capturarea neutronilor”. Seria suplimentelor de jurnal astrofizic. 11: 121. doi:10.1086/190111
- Sherr, R.; Bainbridge, K. T. & Anderson, H. H. (1941). "Transmutarea mercurului de către neutronii rapizi". Revizuirea fizică. 60 (7): 473–479. doi:10.1103 / PhysRev.60.473
- Willbold, Matias; Elliott, Tim; Moorbath, Ștefan (2011). "Compoziția izotopică de tungsten a mantalei Pământului înainte de bombardarea terminală". Natură. 477 (7363): 195–8. doi: 10.1038 / nature10399