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Gold ist ein chemisches Element, das leicht an seiner gelb-metallischen Farbe zu erkennen ist. Es ist wertvoll wegen seiner Seltenheit, Korrosionsbeständigkeit, elektrischen Leitfähigkeit, Formbarkeit, Duktilität und Schönheit. Wenn Sie Leute fragen, woher Gold kommt, sagen die meisten, dass Sie es aus einer Mine beziehen, in einem Bach nach Flocken suchen oder es aus Meerwasser gewinnen. Der wahre Ursprung des Elements liegt jedoch vor der Entstehung der Erde.
Wichtige Erkenntnisse: Wie entsteht Gold??
- Wissenschaftler glauben, dass alles Gold auf der Erde in Supernova- und Neutronensternkollisionen vor der Entstehung des Sonnensystems entstanden ist. In diesen Fällen bildete sich während des R-Prozesses Gold.
- Während der Entstehung des Planeten sank Gold in den Erdkern. Es ist heute nur wegen Asteroidenbeschuss zugänglich.
- Theoretisch ist es möglich, durch Kernfusion, Spaltung und radioaktiven Zerfall Gold zu bilden. Für Wissenschaftler ist es am einfachsten, Gold umzuwandeln, indem sie das schwerere Element Quecksilber bombardieren und durch Zerfall Gold produzieren.
- Gold kann nicht durch Chemie oder Alchemie hergestellt werden. Chemische Reaktionen können die Anzahl der Protonen in einem Atom nicht verändern. Die Protonenzahl oder Ordnungszahl definiert die Identität eines Elements.
Natürliche Goldbildung
Während die Kernfusion in der Sonne viele Elemente hervorbringt, kann die Sonne kein Gold synthetisieren. Die beträchtliche Energie, die zur Herstellung von Gold erforderlich ist, entsteht nur, wenn Sterne in einer Supernova explodieren oder wenn Neutronensterne kollidieren. Unter diesen extremen Bedingungen bilden sich schwere Elemente durch den schnellen Neutroneneinfangprozess oder den r-Prozess.
Eine Supernova hat genug Energie und Neutronen, um Gold zu synthetisieren. Gremlin / Getty Images Wo kommt Gold vor??
Das gesamte Gold, das auf der Erde gefunden wurde, stammte aus den Trümmern toter Sterne. Während sich die Erde bildete, sanken schwere Elemente wie Eisen und Gold in Richtung des Planetenkerns. Wenn kein anderes Ereignis eingetreten wäre, würde sich kein Gold in der Erdkruste befinden. Vor rund 4 Milliarden Jahren wurde die Erde jedoch von Asteroideneinschlägen bombardiert. Diese Einschläge rührten die tieferen Schichten des Planeten und zwangen etwas Gold in den Mantel und die Kruste.
Etwas Gold kann in Gesteinserzen gefunden werden. Es kommt als Flocken, als reines natürliches Element und mit Silber in der natürlichen Legierung electrum vor. Erosion befreit das Gold von anderen Mineralien. Da Gold schwer ist, sinkt es und sammelt sich in Bächen, Schwemmland und im Ozean.
Erdbeben spielen eine wichtige Rolle, da ein sich verschiebender Fehler mineralreiches Wasser schnell dekomprimiert. Wenn das Wasser verdampft, lagern sich Quarz- und Goldadern auf Gesteinsoberflächen ab. Ein ähnlicher Prozess findet in Vulkanen statt.
Wie viel Gold ist in der Welt?
Die Menge an Gold, die der Erde entnommen wird, macht nur einen winzigen Bruchteil ihrer Gesamtmasse aus. Im Jahr 2016 wurden nach Schätzungen des United States Geological Survey (USGS) seit Beginn der Zivilisation 5.726.000.000 Feinunzen oder 196.320 US-Tonnen gefördert. Etwa 85% dieses Goldes verbleiben im Umlauf. Da Gold so dicht ist (19,32 Gramm pro Kubikzentimeter), nimmt es für seine Masse nicht viel Platz ein. In der Tat, wenn Sie das gesamte bisher abgebaute Gold schmelzen würden, würden Sie einen Würfel mit einem Durchmesser von 60 Fuß erhalten!
Dennoch macht Gold einige Teile pro Milliarde der Erdkrustenmasse aus. Obwohl es wirtschaftlich nicht machbar ist, viel Gold zu fördern, befinden sich im obersten Kilometer der Erdoberfläche etwa 1 Million Tonnen Gold. Die Menge an Gold im Mantel und im Kern ist unbekannt, übersteigt jedoch die Menge in der Kruste bei weitem.
Synthese des Elements Gold
Versuche von Alchemisten, Blei (oder andere Elemente) in Gold umzuwandeln, blieben erfolglos, da keine chemische Reaktion ein Element in ein anderes umwandeln kann. Bei chemischen Reaktionen werden Elektronen zwischen Elementen übertragen, wodurch möglicherweise unterschiedliche Ionen eines Elements erzeugt werden. Die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms definiert jedoch dessen Element. Alle Goldatome enthalten 79 Protonen, daher beträgt die Ordnungszahl von Gold 79.
Es ist möglich, Quecksilber in Gold umzuwandeln, indem man es instabil macht, so dass es zerfällt. JacobH / Getty Images Die Herstellung von Gold ist nicht so einfach wie das direkte Hinzufügen oder Entfernen von Protonen von anderen Elementen. Die gebräuchlichste Methode, ein Element in ein anderes umzuwandeln (Transmutation), ist das Hinzufügen von Neutronen zu einem anderen Element. Neutronen verändern das Isotop eines Elements und machen die Atome möglicherweise instabil genug, um durch radioaktiven Zerfall auseinander zu brechen.
Der japanische Physiker Hantaro Nagaoka synthetisierte 1924 zum ersten Mal Gold durch Bombardierung von Quecksilber mit Neutronen. Während die Umwandlung von Quecksilber in Gold am einfachsten ist, kann Gold aus anderen Elementen hergestellt werden - sogar aus Blei! Sowjetische Wissenschaftler wandelten 1972 versehentlich die Bleiabschirmung eines Kernreaktors in Gold um, und Glenn Seabord wandelte 1980 eine Spur Gold aus Blei um.
Thermonukleare Waffenexplosionen erzeugen Neutronenfänge ähnlich dem R-Prozess in Sternen. Während solche Ereignisse kein praktischer Weg zur Goldsynthese sind, führten Kerntests zur Entdeckung der schweren Elemente Einsteinium (Ordnungszahl 99) und Fermium (Ordnungszahl 100)..
Quellen
- McHugh, J. B. (1988). "Konzentration von Gold in natürlichen Gewässern". Journal of Geochemical Exploration. 30 (1-3): 85 & ndash; 94. doi: 10.1016 / 0375-6742 (88) 90051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597 & ndash; 598. doi: 10.1007 / BF01505547
- Seeger, Philip A .; Fowler, William A .; Clayton, Donald D. (1965). "Nucleosynthese schwerer Elemente durch Neutroneneinfang". Die Ergänzungsserie zum Astrophysical Journal. 11: 121. doi: 10.1086 / 190111
- Sherr, R .; K. T. Bainbridge & H. H. Anderson (1941). "Transmutation von Quecksilber durch schnelle Neutronen". Körperliche Überprüfung. 60 (7): 473 & ndash; 479. doi: 10.1103 / PhysRev.60.473
- Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). "Die Wolfram-Isotopenzusammensetzung des Erdmantels vor dem Endbeschuss". Natur. 477 (7363): 195 & ndash; 8. doi: 10.1038 / nature10399
