金是什么结构(雪是什么结构)

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金是左右结构,由“钅”和“今”组成;雪也是上下结构,由“雨”字头和“彐”组成。

金(Gold)是一种化学元素,符号为Au,原子序数为79,在自然界中,金通常以单质形式存在,具有高密度、高延展性和耐腐蚀性等特点,金的结构可以从多个角度来探讨,包括其晶体结构、电子结构以及物理和化学性质等方面。

晶体结构

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金属于面心立方(FCC, FaceCentered Cubic)晶体结构,在这种结构中,每个晶胞由四个金原子组成,这些原子位于立方体的八个角上以及六个面的中心位置。

晶格参数:对于纯金,其晶格常数约为4.08 Å(埃)。

配位数:每个金原子周围有12个最近邻的金原子。

空间群:Fm3m。

这种结构使得金具有良好的延展性和导电性,因为面心立方排列允许电子在整个金属内部自由移动。

电子结构

从量子力学的角度来看,金的电子构型为 [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹。

[Xe] 表示与氙相同的内层电子配置。

4f¹⁴ 是镧系元素的填充状态,但对于金来说并没有实际意义,因为它不属于镧系元素。

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5d¹⁰ 6s¹ 是金特有的外层电子分布,其中有一个6s轨道上的单电子决定了它的一些独特性质,如颜色和反应活性。

由于5d轨道已经满员,因此金不容易失去或获得电子,这使得它在常温下非常稳定且不易与其他物质发生化学反应。

物理性质

性质 描述
密度 约19.32克/立方厘米
熔点 1064°C
沸点 2856°C
硬度 摩氏硬度2.53
延展性 极高,可以拉成细丝
导电性 优秀,仅次于银和铜
热导率 317 W/(m·K)
颜色 金黄色
磁性 非磁性

化学性质

尽管金在常温下非常稳定,但它仍然能够与某些强氧化剂如王水(硝酸与盐酸的混合物)反应生成氯化金(III):

\[ Au + 4HCl + HNO₃ \rightarrow H[AuCl₄] + NO↑ + 2H₂O \]

金还可以溶解于氰化物溶液中形成络合物:

\[ 4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O \rightarrow 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻ \]

应用领域

由于其独特的物理和化学特性,金被广泛应用于多个领域:

珠宝首饰:因其美观及耐腐蚀性。

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电子设备:用于制造高精度仪器中的连接器和导线。

牙科材料:作为牙齿修复材料的一部分。

金融投资:作为货币储备和个人储蓄的形式之一。

工业催化剂:在某些化学反应中起到加速作用而不自身消耗。

相关问答FAQs

Q1: 为什么金会呈现出黄色?

A1: 金的颜色主要来源于其对可见光中不同波长光的选择性吸收,当白光照射到金属表面时,部分光线会被反射回来而另一部分则被吸收,对于金而言,它倾向于吸收蓝光和紫光波段的能量,同时反射黄光至红光范围内的光线,这就导致了我们看到的金黄色泽。

Q2: 金是否真的永不生锈?

A2: 严格意义上讲,“永不生锈”并不完全准确,虽然金确实很难与其他元素直接发生化学反应,但在极端条件下(例如高温或强氧化环境下),它仍然可能形成氧化物或其他化合物,在日常环境中,金几乎不会受到腐蚀或氧化的影响,这也是为什么人们常说“真金不怕火炼”。

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