Золото — самый ковкий элемент, по словам Майка Булливанта, химика из Открытого университета в Милтон-Кинсе, Англия. Оно настолько ковкое, что его можно согнуть так, чтобы оно стало тоньше, чем длина волны видимого света, как отмечается в исследовании 1977 года, проведённом в Университете Лидса в Англии. Но почему золото такое ковкое?
Во-первых, важно отличать ковкость от мягкости. Ковкость — это показатель того, насколько сильно можно деформировать материал, не сломав его. В то время как другие металлы раскалываются при ударе, превышающем определённую силу, из одной унции (28 граммов) золота можно выковать лист размером примерно 16,4 фута (5 метров) в поперечнике, а золотые плёнки, известные как сусальное золото, могут быть толщиной в пять миллионных дюйма (0,000127 миллиметра), что примерно в 400 раз тоньше человеческого волоса, согласно данным лаборатории Джефферсона в Ньюпорт-Ньюсе, штат Вирджиния.
В отличие от этого, существует несколько определений твёрдости и мягкости в зависимости от того, как проверяется прочность материала. Согласно шкале Мооса, которая измеряет, насколько хорошо материал противостоит царапинам, самым мягким металлом является цезий, который настолько мягок, что его можно разрезать ножом для масла, согласно Книге рекордов Гиннесса. Пожалуй, самым мягким металлом может быть ртуть, которая «является жидкостью при комнатной температуре и легче деформируется, чем золото», — Марк Джонс, консультант по химии и член Американского химического общества, рассказал Live Science. «По моим оценкам, она мягче золота».
Что делает золото ковким?
Пластичность золота, вероятно, обусловлена двумя факторами: его атомной структурой и тем, как атомы связаны между собой, — сказал Дрор Фикслер, инженер-электрооптик и директор Института нанотехнологий и перспективных материалов Бар-Илан в Израиле.
Атомная структура золота приводит к тому, что оно обладает так называемой гранецентрированной кубической кристаллической структурой, сказал Фикслер. "В этой структуре каждый атом окружен 12 соседними атомами", - сказал он Live Science. "Расположение атомов в гранецентрированной кубической решетке обеспечивает легкую деформацию без нарушения общей структуры".
Кроме того, золото — это металл. Это означает, что его атомы удерживаются вместе металлическими связями, при которых внешние электроны каждого атома могут свободно перемещаться по всей структуре материала. «Это делокализованное электронное облако позволяет атомам легко скользить друг по другу, делая металл ковким», — сказал Фикслер.
Однако Джонс усомнился, достаточно ли этих факторов для объяснения пластичности золота. "Медь и серебро имеют одинаковую электронную конфигурацию", - сказал он. "Они соединяются одинаково. Они не такие мягкие, как золото. Это означает, что здесь замешано что-то еще. "
По словам Джонса, металлы часто представляют собой не один большой кристалл, а состоят из мелких кристаллов, называемых зёрнами. А исследование 1977 года, проведённое в Университете Лидса, показало, что размер зёрен, из которых состоит золото, может объяснять его ковкость.
Как известно, золото вряд ли вступает в химическую реакцию с другими элементами. Это означает, что частицы золота не покрываются слоями оксидов на поверхности, как это может происходить с частицами меди и серебра, сказал Джонс. Из-за этих оксидов частицы меди и серебра с большей вероятностью будут разрушаться. Напротив, отсутствие этих оксидов может сделать золото более ковким, чем другие металлы.