Золото (Au): степень окисления, валентность, строение атома
Золото Au — благородный металл, № 79. Степени окисления: +1, +3; валентность I, III. Электронная формула [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s¹, электроны по уровням: 2, 8, 18, 32, 18, 1. M = 197 г/моль.
| Что | Значение |
|---|---|
| Степень окисления | +1, +3высшая +3, низшая 0 подробнее |
| Валентность | I, IIIпеременная подробнее |
| Электронная формула | 1s² |
| Строение атома | +79: 79 p⁺, 118 n⁰, 79 e⁻уровни 2, 8, 18, 32, 18, 1 подробнее |
| Молярная масса | 197 г/мольточнее 196,97 подробнее |
| Положение | 6-й период, IБ группа, d-элемент |
| Характеристика | благородный металл подробнее |
Какая степень окисления у золота?
Высшая степень окисления золота — +3, низшая — 0 (в простом веществе). Характерные значения: +1, +3.
Золото проявляет +1 и +3, устойчивее +3. Соединения золота(I) устойчивы в основном в комплексах, например в цианидном [Au(CN)2]−, через который золото извлекают из руды.
| Степень окисления | Примеры соединений |
|---|---|
| +1 | AuCl, K[Au(CN)2] |
| +3 | AuCl3, H[AuCl4], Au2O3 |
Задание 3 ЕГЭ: степень окисления и валентность
Какая валентность у золота?
Валентность золота — I, III (переменная).
| Валентность | Примеры соединений |
|---|---|
| I | AuCl |
| III | AuCl3, Au2O3 |
Строение атома золота
Порядковый номер золота — 79, поэтому заряд ядра +79: в ядре 79 протонов и 118 нейтронов (у самого распространённого изотопа ¹⁹⁷Au, массовое число 197).
Вокруг ядра — 79 электронов на шести энергетических уровнях: 2, 8, 18, 32, 18, 1. Число уровней равно номеру периода.
Внешний уровень — 6-й, на нём 1 электрон; валентные электроны — 5d¹⁰6s¹. Неспаренных электронов в основном состоянии — 1.
Схема: +79 Au )2 )8 )18 )32 )18 )1
Как у меди и серебра, у золота «провал» электрона: 5d¹⁰6s¹ вместо 5d⁹6s².
Задание 1 ЕГЭ: строение атома
Электронная формула золота
1s²
Сокращённо, через остов благородного газа: [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s¹. В порядке заполнения подуровней: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s¹4f¹⁴5d¹⁰.
- Au⁺ (78 электронов) [Xe]4f¹⁴5d¹⁰
- Au³⁺ (76 электронов) [Xe]4f¹⁴5d⁸
Характеристика золота
По плану: положение в таблице → строение атома → свойства → соединения.
Золото — элемент № 79, 6-й период, IБ группа (побочная подгруппа I группы), благородный металл.
Электроны по уровням 2, 8, 18, 32, 18, 1; валентные электроны 5d¹⁰6s¹.
Золото — последний металл школьного ряда активности: не окисляется на воздухе и в воде, не растворяется в кислотах, кроме царской водки и горячей селеновой, но растворяется в растворах цианидов при доступе кислорода.
Благодаря устойчивости золото — мера ценности и материал украшений, а в электронике им покрывают контакты.
Простое вещество — жёлтый блестящий мягкий металл (19,3 г/см³), самый ковкий из металлов: его раскатывают в листы толщиной около десятой доли микрометра.
| Формула | Что это | M, г/моль |
|---|---|---|
| H[AuCl4] | тетрахлороаурат водорода — продукт растворения в царской водке | 340 |
| AuCl3 | хлорид золота(III) | 303,5 |
| K[Au(CN)2] | дицианоаурат калия | 288 |
Молярная масса золота
M(Au) = 197 г/моль
Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе Ar. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 197 г/моль. Точное значение по IUPAC — 196,97 г/моль.
Вопросы и ответы
В чём растворяется золото?
В царской водке: Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O. Азотная кислота окисляет металл, соляная связывает золото в комплекс. Ещё золото растворяется в растворах цианидов при продувании воздуха и в ртути, образуя амальгаму.
Почему золото жёлтое, а серебро белое?
Из-за огромного заряда ядра электроны тяжёлого атома движутся очень быстро, и это сближает энергии 5d- и 6s-уровней (релятивистский эффект). Золото поэтому поглощает синий свет и отражает жёлтый. У серебра поглощение лежит в ультрафиолете, и металл кажется белым.
Какая степень окисления золота в H[AuCl4]?
+3: водород +1, четыре атома хлора −4, значит у золота +3.
Как золото встречается на ЕГЭ?
- Задание 1: строение атомаВнешние электроны золота — 5d¹⁰6s¹, неспаренных в основном состоянии 1: по таким признакам элемент выбирают из ряда.
- Задание 2: периодический законЗолото — 6-й период, IБ группа: по положению сравнивают радиус атома, электроотрицательность и металлические свойства с соседями.
- Задание 3: степень окисления и валентностьВысшая степень окисления золота +3, низшая 0; валентность I, III.
- Задание 4: химическая связьВ простом веществе связь металлическая и решётка металлическая; с активными неметаллами образует ионные соединения.
Соседи золота в таблице Менделеева
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Таблицы по теме
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — задания 1–4: строение атома, периодический закон, степень окисления и валентность, химическая связь
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные и молярные массы
- CIAAW: изотопный состав элементов — самый распространённый изотоп — число нейтронов
- NIST Atomic Spectra Database: основные состояния нейтральных атомов — электронные конфигурации, в том числе исключения с «провалом» электрона