خصوصیات طلا از نظر شیمیایی

طلا (Gold) با نماد شیمیایی Au و عدد اتمی ۷۹

طلا تنها فلزی است که رنگ آن به صورت خالص، زرد درخشان و جذاب است. از نظر شیمیایی، رفتار این فلز به دلیل آرایش الکترونی خاص آن، منحصربه‌فرد است.

۱. ویژگی‌های اساسی و ساختار اتمی:

• عدد اتمی: ۷۹
• جرم اتمی استاندارد: ۱۹۶٫۹۶۶۵۷ u
• آرایش الکترونی:[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹
  • این آرایش نشان می‌دهد که طلا تنها یک الکترون در لایه ظرفیت (6s) دارد، اما لایه 5d آن کاملاً پر است. این ساختار، دلیل پایداری شیمیایی بسیار بالای طلا است.

۲. بارزترین ویژگی شیمیایی: بی‌اثری (Inertness) و مقاومت در برابر خوردگی

طلا از نظر شیمیایی بی‌اثر است و این مهم‌ترین ویژگی آن محسوب می‌شود. این بدان معناست که:

• در معرض هوا اکسید نمی‌شود: برخلاف فلزاتی مانند آهن که زنگ می‌زنند، طلا حتی پس از هزاران سال در مجاورت هوا و رطوبت، درخشش خود را حفظ می‌کند. رنگ زرد آن تیره یا کدر نمی‌شود.
• با اکسیژن واکنش نمی‌دهد: هیچ اکسیدی از طلا در شرایط عادی تشکیل نمی‌شود.
• در برابر آب مقاوم است: با آب، چه سرد و چه گرم، واکنش نمی‌دهد.
• در برابر بیشتر اسیدها مقاوم است: طلا در مقابل اسیدهای قوی مانند هیدروکلریک اسید (HCl) و سولفوریک اسید غلیظ (H₂SO₄) و حتی اسید نیتریک (HNO₃) به تنهایی حل نمی‌شود. این ویژگی پایه‌ای برای آزمون خلوص طلا (“عیار”) است.

۳. حلالیت طلا: تیزاب سلطانی (Aqua Regia)

تنها مخلوط اسیدی که می‌تواند طلا را در خود حل کند، تیزاب سلطانی است.

• فرمول تیزاب سلطانی: مخلوطی از اسید نیتریک غلیظ و اسید هیدروکلریک غلیظ با نسبت حجمی ۱ به ۳.
• واکنش شیمیایی:
  Au + 4HCl + HNO₃ → H[AuCl₄] + NO + 2H₂O
  • در این واکنش، اسید نیتریک به عنوان یک عامل اکسیدکننده قوی عمل کرده و طلا را اکسید می‌کند (به Au³⁺). سپس یون‌های طلا با یون‌های کلرید (از HCl) کمپلکس پایدار اسید تتراکلروآوریک (III) یا H[AuCl₄] را تشکیل می‌دهند که در محلول حل می‌شود