金的原子序数为79,位于化学元素周期表第六周期第一副族(IB),属铜族元素。其原子核由79个质子和112个中子组成,属奇-偶型核类,由此决定了金在自然界中的丰度很低。
金在自然界仅有一个稳定同位素197,金在常温下为晶体,等轴晶系,立方面心晶格,天然良好晶形极为少见,常呈不规则粒状、团块状、片状、网状、树枝状、纤维状及海绵状集合体。
纯金为金黄色,含有杂质时其颜色可相应变化,如含银或铂时颜色变淡;含铜时颜色变深。根据在试金板上划下的金的条痕色泽,可估计金的成色。高成色金条痕为赤黄色;含10%的银时其条痕为悦目的金黄色;含银20~30%时为草黄色;银含量超过30%则具有黄中带绿的色调;含银超过50%则丧失金所固有的黄色而近于银白色。
金具有耀眼的光泽,白光下反射率平均为74%,随着含银量的增加,反射率增高,金硬度增大,密度减小。故可根据硬度来确定金的成色(表1)。
表1 根据硬度确定金的成色
金成色 |
密度(g/cm3) |
VHN硬度(kg/mm2) |
950~850 |
19.1~18.5 |
60~80 |
850~700 |
18.2~14.6 |
70~87 |
700~540 |
13.3~12.1 |
85~105 |
金的挥发性极差,在熔点温度之上至1300℃几乎无挥发性,但在煤气和CO气氛中挥发性大大增加。因此,在碳覆盖层下熔炼金会因挥发而造成金的损失。
金的延展性极好。1g纯金可拉成3500m长、直径0.00434mm的细丝,或压成厚度为0.23×10-8mm的金箔。
金的主要物理性质列表说明如下(下表2):
表2 金的主要物理性质
原子量 |
196.9665 |
克原子体积 |
10.215 cm3 |
热中子俘获截面 |
98.8靶 |
固体密度(18℃时) |
19.31 g/cm3 |
熔点 |
1064.43℃ |
沸点 |
2707℃ |
比热 |
0.0313 cal/(g·℃) |
克原子热容 |
6.06 cal/(mol·℃) |
布氏硬度 |
18.5 kg/mm2 |
摩氏硬度 |
3.7 |
极限强度 |
12.2 kg/mm2 |
弹性系数 |
7900 kg/mm2 |
延伸率 |
40%~50% |
横断面收缩率 |
90%~94% |
线胀系数(0~100℃) |
146×10-4 |
导电性(Hg=1) |
40 |
电阻率(0℃) |
2.06 USR/cn |
电阻温度系数(25~100℃) |
0.0035 |
导热率(0~100℃) |
0.74cal/(cm2·cm·s·℃) |
①1 cal=4.184 0J