الذهب:حقائق وتاريخ واستخدامات العنصر الكيميائي الأكثر مرونة

• خصائص الذهب
• كيف يتكون الذهب؟
• التاريخ
• ما هو قيراط الذهب؟
• ما مقدار الذهب في Fort Knox؟
• ما هو ذهب الأحمق؟
• حقائق ممتعة عن الذهب
• كيف يتم استخدام الذهب؟
• موارد إضافية

عنصر الذهب هو غنيمة القرصان ومكون في الدوائر الدقيقة. تم استخدامه لصنع المجوهرات منذ 4000 قبل الميلاد على الأقل. ولعلاج السرطان فقط في العقود الأخيرة. إنه في وعاء في نهاية قوس قزح وفي الطلاء على أقنعة رائد الفضاء. الذهب عنصر يربط بين القديم والجديد - والأساطير والعلم - بسلاسة.

خصائص الذهب

الذهب ، العنصر 79 في الجدول الدوري للعناصر ، هو واحد من أكثر العناصر التي يمكن التعرف عليها. إنها مرنة ولامعة ، مما يجعلها مادة جيدة لتشغيل المعادن. من الناحية الكيميائية ، الذهب معدن انتقالي. تعتبر المعادن الانتقالية فريدة من نوعها ، لأنها يمكن أن تترابط مع عناصر أخرى ليس فقط باستخدام غلافها الخارجي من الإلكترونات (الجسيمات سالبة الشحنة التي تدور حول نواة الذرة) ، ولكن أيضًا باستخدام القوقعتين الخارجيتين. يحدث هذا لأن العدد الكبير من الإلكترونات في المعادن الانتقالية يتداخل مع الفرز المنتظم المعتاد للإلكترونات في أغلفة حول النواة.

• العدد الذري (عدد البروتونات في النواة):79
• الرمز الذري (في الجدول الدوري للعناصر):Au
• الوزن الذري (متوسط ​​كتلة الذرة):196.9665
• الكثافة:19.3 جرام لكل سنتيمتر مكعب
• الحالة في درجة حرارة الغرفة:صلبة
• درجة الانصهار:1947.7 درجة فهرنهايت (1064.18 درجة مئوية)
• نقطة الغليان:5،162 درجة فهرنهايت (2850 درجة مئوية)
• عدد النظائر (ذرات من نفس العنصر بعدد نيوترونات مختلف):بين 18 و 59 ، اعتمادًا على مكان رسم خط النظير. العديد من نظائر الذهب التي تم إنشاؤها صناعيًا تكون مستقرة لمدة ميكروثانية أو ملي ثانية قبل أن تتحلل إلى عناصر أخرى. نظير واحد مستقر.
• أكثر النظائر شيوعًا:Au-197 ، والذي يشكل 100٪ من الذهب الموجود بشكل طبيعي.

كيف يتكون الذهب؟

يمثل الذهب جزءًا صغيرًا من العناصر الموجودة في الكون المعروف. يعود سبب ندرتها إلى كمية الطاقة غير المفهومة اللازمة لتشكيلها. يتشكل الذهب في النجوم ، ولكن فقط في النجوم التي تنفجر في المستعرات الأعظمية العملاقة (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، أو تلك شديدة الكثافة التي اجتمعت معًا في تصادمات قوية بشكل رهيب ، وفقًا لمجلة PNAS (يفتح في علامة تبويب جديدة).

تولد النجوم ، مثل شمسنا ، الطاقة من خلال قوة الاندماج ، حيث يتم دمج العناصر الأصغر أو دمجها معًا في عناصر أثقل. بادئ ذي بدء ، قد يكون النجم في الغالب هيدروجين ، أصغر عنصر. ستنتج عملية الاندماج تحت ضغط وحرارة هائلين في قلب النجم هيليوم . عندما ينخفض ​​الهيدروجين ويبدأ النجم في الوصول إلى المرحلة التالية من دورة حياته ، سوف يدمج الهيليوم في العنصر الأثقل التالي ، وهكذا.

وتستمر هذه العملية حتى عنصر الحديد حيث يتغير الميزان فجأة. نظرًا لأن صهر الحديد لا ينتج طاقة ، فإنه يستهلكها ، وفقًا لما ذكرته جامعة أوريغون (يفتح في علامة تبويب جديدة). مع عدم وجود وسيلة لتوليد الطاقة الداخلية لمواجهة ضغطها الهائل و الجاذبية يبدأ النجم في الانهيار على نفسه. إذا كان النجم كبيرًا بدرجة كافية ، فستكون النتيجة مستعر أعظم - انفجار نجم هائل ، وفقًا لـ NASA (يفتح في علامة تبويب جديدة). تتشكل العناصر الأثقل خلال الطاقة الهائلة المتولدة خلال هذه العملية ، بما في ذلك الذهب.

الذهب عبر التاريخ

من أوروبا الشرقية إلى الشرق الأوسط إلى مقابر الفراعنة المصريين ، يظهر الذهب في جميع أنحاء العالم القديم. منذ خمسة آلاف عام ، كان نهر النيل الضخم هو مفتاح الإمبراطورية المصرية القديمة ، وفقًا للحكومة الأسترالية (يفتح في علامة تبويب جديدة). سمحت مياهها بزراعة الكثير من المحاصيل على طول حافتها ، مما أدى إلى تغذية مواطنيها وجيوشها بشكل جيد. ولكن كان هناك أيضًا معدن أصفر لامع ينساب عبر النهر ، وهو عنصر الذهب. أخذ المصريون بشغف هذا الكنز الجذاب بصريًا ووجدوا أنه نظرًا لكونه نقيًا ومرنًا بشكل طبيعي ، فإنه يتطلب القليل من الصقل ليتم تحويله إلى زخارف ساحرة.

الذهب كزخرفة لم يتوقف عند مصر القديمة:امرأة من العصر الحجري وجدت مدفونة خارج لندن كانت ترتدي خيطًا من الذهب حول رقبتها ؛ الكلت في القرن الثالث قبل الميلاد كان يرتدي غرسات الأسنان الذهبية. ملك صيني توفي عام 128 قبل الميلاد. مدفونًا بمركبات مطلية بالذهب وآلاف الأشياء الثمينة الأخرى.

سرعان ما أصبح الذهب رمزًا ووحدة للثروة ، وقد حافظ على هذا الجاذبية عبر الزمن وفي جميع أنحاء العالم. بعد عدة آلاف من السنين بعد الفراعنة المصريين ومقابرهم الذهبية ، نهب الغزاة ثروات الذهب في إمبراطورية الأزتك الذين سعوا للحصول على المعدن الثمين. في وقت لاحق ، توافد العمال على الساحل الغربي للولايات المتحدة للمشاركة في "اندفاع الذهب" في كاليفورنيا ، بحثًا عن ثرواتهم الخاصة ، وفقًا لـ National Geographic (يفتح في علامة تبويب جديدة). لذلك دفع الذهب البشر إلى الدبلوماسية والهجرات الجماعية وحتى أعمال الإبادة الجماعية. بدون هذا المعدن ، سيكون تاريخنا مختلفًا تمامًا.

يلعب الذهب أيضًا دورًا قويًا في التاريخ الأسترالي. في أواخر القرن التاسع عشر ، توافد الكثيرون على البلاد للمشاركة في اندفاع الذهب المزدهر الذي تضاعف عدد سكان أستراليا ثلاث مرات. بسبب الودائع المنتشرة ، لا تزال البلاد تستخرج المعدن اليوم ، وفقًا للحكومة الأسترالية. ومع ذلك ، وجدت شركة واحدة ، تدعى Evolution Mining ، كنزًا مختلفًا في بحثها عن الذهب. عند الحفر في المناطق النائية الأسترالية بحثًا عن رواسب الذهب ، اكتشف عمال المناجم بدلاً من ذلك ألواحًا من الحجر تشبه "المخاريط المحطمة" ، والتي تتشكل على الحواف الخارجية للحفر الصدمية. لقد تابعوا هذا الاكتشاف بتقنيات رسم الخرائط المتقدمة التي سمحت للفريق بتأكيد اكتشاف فوهة نيزكية بعرض 3.1 ميل (5 كيلومترات) ، وهو اكتشاف أكثر ندرة من عقدة من الذهب ، وفقًا لـ Forbes (يفتح في علامة تبويب جديدة).

ما هو قيراط الذهب؟

معظم المجوهرات الذهبية ليست مصنوعة من الذهب الخالص. تُقاس كمية الذهب في القلادة أو الخاتم بمقياس القيراط. الذهب الخالص - 24 قيراط. تعتبر سبائك الذهب المحفوظة في فورت نوكس وأماكن أخرى حول العالم نقية بنسبة 99.95 في المائة من الذهب عيار 24 قيراطًا.

مع إضافة المعادن إلى الذهب أثناء صنع المجوهرات ، يصبح الذهب أقل جودة وينخفض ​​عدد العيارات. على سبيل المثال ، يحتوي الذهب عيار 12 قيراطًا على 50٪ ذهب و 50٪ سبائك بالوزن.

تأتي كلمة قيراط من بذور الخروب. في البازارات الآسيوية القديمة ، استخدمت البذور لموازنة المقاييس التي تقيس وزن الذهب.

ما هو مقدار الذهب في Fort Knox؟

لمواكبة احتياطيات الذهب المتزايدة في البلاد ، تم افتتاح مستودع سبائك الولايات المتحدة في حامية الجيش الأمريكي في فورت نوكس في كنتاكي في عام 1937. وصلت الشحنة الأولى من الذهب من فيلادلفيا في قطارات محاطة بالقوات العسكرية.

تم تأطير Fort Knox بالفولاذ مع جدران من الخرسانة. على الرغم من الدفاع عن باب فولاذي يبلغ وزنه 20 طناً ، إلا أن شائعة قذرة في السبعينيات أشارت إلى اختفاء الذهب في فورت نوكس. لتهدئة مخاوف الناس ، وجه مدير دار سك العملة الأمريكية أعضاء الكونغرس والصحفيين من خلال غرفة واحدة في القبو ، وأكوامها التي يبلغ ارتفاعها 8 أقدام والمكونة من 36236 قطعة من الذهب.

يحتفظ المستودع بحوالي نصف مخزون الذهب لدى وزارة الخزانة الأمريكية ، وفقًا لصك العملة الأمريكية (يفتح في علامة تبويب جديدة). يزن كل شريط 400 أونصة تروي (حوالي 27.5 رطلاً) ، وفقًا لوزارة الخزانة الأمريكية. أوقية واحدة تساوي حوالي 1.1 أوقية أفيردوبوا. يزن المخزون بالكامل ، اعتبارًا من عام 2021 ، 147.3 مليون أونصة تروي ، والتي تبلغ قيمتها حوالي 130 مليار دولار بأسعار اليوم. احتفظت Fort Knox بكمية قياسية من الذهب في 31 ديسمبر 1941 ، حيث وصلت إلى 649.6 مليون أوقية ، حسبما أفادت صك العملة الأمريكية.

كما أن القطع الأثرية الهامة الأخرى قد "شهدت" الدواخل في فورت نوكس. على سبيل المثال ، خلال الحرب العالمية الثانية ، تم إغلاق إعلان الاستقلال والدستور ووثيقة الحقوق بالداخل للحماية ، حيث أعيد في عام 1944 إلى واشنطن العاصمة. ؛ التاج ، السيف ، الصولجان ، الجرم السماوي ورأس القديس ستيفن ، ملك المجر.

ما هو ذهب الأحمق؟

البيريت ، المعدن السفلي الملقب بذهب الأحمق ، يحاكي الذهب فقط في المظهر. البيريت أكثر شيوعًا وأصعب وهشاشة من الذهب. عندما يتم سحقها إلى مسحوق ، فإنها تبدو سوداء مخضرة ، في حين أن مسحوق الذهب الحقيقي يكون أصفر. يحتوي البيريت على الكبريت والحديد. خلال الحرب العالمية الثانية ، تم تعدينها لإنتاج حامض الكبريتيك ، وهو مادة كيميائية صناعية. اليوم ، يتم استخدامه في بطاريات السيارات والأجهزة والمجوهرات والآلات.

على الرغم من أن الذهب الأحمق يمكن أن يكون اكتشافًا مخيبًا للآمال ، إلا أنه غالبًا ما يتم اكتشافه بالقرب من مصادر النحاس والذهب الحقيقي. لذلك ربما يكون عامل المنجم الذي يتوقف عن الحفر بمجرد أن يكون لديه قطعة من البيريت هو الأحمق الحقيقي.

حقائق ممتعة عن الذهب

• يتم استخراج ثلثي ذهب العالم في جنوب إفريقيا ، وفقًا لمختبر لورانس ليفرمور الوطني.
• يتم استخدام 78 في المائة من المعروض السنوي من الذهب في العالم في المجوهرات ، وفقًا لـ AMNH. والباقي يذهب إلى الإلكترونيات والأسنان والاستخدامات الطبية.
• يأتي الرمز الذري للذهب ، Au ، من الكلمة اللاتينية للذهب ، aurum .
• تم تجهيز خوذات رواد الفضاء بواجهة مطلية بطبقة رقيقة من الذهب. يحجب الذهب الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس.
• أكبر بلورة ذهبية في العالم بحجم كرة الجولف وتأتي من فنزويلا. تبلغ قيمة البلورة التي يبلغ وزنها 7.7 أونصة (217.78 جرامًا) حوالي 1.5 مليون دولار.
• يمكن للزلازل أن تخلق الذهب:وجدت دراسة أجريت عام 2013 في مجلة Nature Geoscience أنه أثناء الزلازل ، تتبخر المياه في الصدوع والكسور ، تاركة الذهب وراءها.
• تم تصنيع أول عملات ذهبية بحتة في مملكة ليديا الآسيوية الصغرى عام 560 قبل الميلاد ، وفقًا لجمعية التعدين الوطنية.
• يحتوي الذهب على عدد من النظائر الاصطناعية غير المستقرة (يعتمد العدد الدقيق على العالم الذي تستشيره) ، ولكنه يحدث بشكل طبيعي فقط مثل Au-197.
• يمكنك أن تأكل الذهب ... إذا كنت تريد ذلك حقًا. تبيع متاجر الذواقة أوراق ورقائق الذهب الصالحة للأكل التي تضيف لمعانًا إلى كل شيء من المعجنات إلى الفودكا إلى زيت الزيتون. لا تخف على معدتك:الذهب لا يتم هضمه ويمر فقط من خلاله ، وفقًا لشركة Edible Gold ، وهي شركة تبيع أوراق الذهب.

كيف يتم استخدام الذهب؟

يستخدم الذهب أيضًا في الطب. يمكن حقن نظير الذهب المشع Au-198 مباشرة في موقع الورم ، حيث يمكن للإشعاع أن يدمر الخلايا السرطانية دون أن ينتشر الكثير إلى باقي الجسم. في عام 2012 ، أفاد باحثون في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences أنه يمكنهم ربط الجسيمات النانوية من Au-198 بمركب موجود في أوراق الشاي لعلاج سرطان البروستاتا. ينجذب مركب الشاي إلى الخلايا السرطانية ، مما يحافظ على الجسيمات النانوية ملتصقة بالمكان الصحيح لعدة أسابيع أثناء حدوث العلاج الإشعاعي. (لم يتم اختبار الطريقة على البشر بعد).

في بعض الحالات ، تكون جسيمات الذهب النانوية هي الطريقة الوحيدة التي يمكن أن يعمل بها الدواء. عقار TNF-alpha المضاد للسرطان يقتل السرطان بشكل فعال للغاية. لسوء الحظ ، إنها أيضًا شديدة السمية للخلايا السليمة. ومع ذلك ، فقد وجدت التجارب السريرية الجارية الآن أن ربط عقاقير TNF-alpha بجسيمات الذهب النانوية يمكن أن يعالج الأورام بنجاح ، لأن الأدوية تصل إلى أهدافها مباشرة ، وفقًا لما ذكرته Benchmarks ، وهي نشرة على الإنترنت للمعهد الوطني للسرطان.

هناك مشكلة واحدة فقط في علاقة حب الإنسانية المستمرة للذهب:إخراج الذهب من الأرض. قال Zhichang Liu ، باحث ما بعد الدكتوراه في الكيمياء في جامعة نورث وسترن في إلينوي ، إن حوالي 83 ٪ من 2700 طن من الذهب المستخرج كل عام يتم استخراجها باستخدام عملية تسمى سيانيد الذهب. تستخدم هذه العملية السيانيد لتصفية الذهب من الصخر الذي يحتفظ به. لسوء الحظ ، السيانيد سام ، والعملية ليست صديقة للبيئة.

ومع ذلك ، يمكن أن يكون هناك أمل لمحبي الحلي الذهبية (والدوائر الإلكترونية وطب النانو). في عام 2013 ، أفاد ليو وزملاؤه في مجلة Nature Communications (يفتح في علامة تبويب جديدة) أنهم عثروا على طريقة لاستخراج الذهب من الركاز الذي يحتوي على نشا حميد بدلاً من السيانيد السام.

قال ليو لـ Live Science:"في الواقع ، وجدنا هذه الطريقة عن طريق الصدفة". أثناء محاولة تصنيع مادة مسامية ، قام الباحثون بخلط نشا يسمى alpha-Cyclodextrin مع أملاح الذهب (جزيئات الذهب المشحونة). ولدهشتهم ، ترسب الذهب خارج المحلول بسرعة.

قال ليو إن الفريق قام منذ ذلك الحين بتسجيل براءة اختراع لهذه الطريقة ، والتي يمكنها بسهولة استخراج الذهب بأكثر من 97٪ نقاء في خطوة واحدة. إنهم يعملون الآن مع المستثمرين لتوسيع نطاق العملية. قال ليو:"نأمل أن نجد طريقة خضراء لطيفة لاستبدال عملية السيانيد".

موارد إضافية

• تعرف على المزيد حول California Gold Rush على قناة History (يفتح في علامة تبويب جديدة).
• يقدم مايكل دي بوردو ، أستاذ الاقتصاد بجامعة روتجرز ، نظرة شاملة على المعيار الذهبي (يفتح في علامة تبويب جديدة).
• وضع DK و Smithsonian كتابًا للأطفال يحتوي على الكثير من التصورات (يفتح في علامة تبويب جديدة) حول الجدول الدوري.
• تعرف على المزيد حول تعدين الذهب حول العالم على صفحة مجلس الذهب العالمي (تفتح في علامة تبويب جديدة).