Gold

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Einleitung

Gold, chemisches Symbol Au (lateinisch: aurum), weiches, hellgelbes, metallisches Element mit hoher Dichte und der Ordnungszahl 79. Gold ist sowohl ein Edelmetall als auch ein Übergangsmetall und steht im Periodensystem in der ersten Nebengruppe (unter Kupfer und Silber).

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Eigenschaften

Reines Gold ist eines der geschmeidigsten Metalle im Periodensystem der Elemente. So lässt sich Goldmetall beispielsweise leicht zu dünnsten Folien hämmern oder walzen. Ein etwa 29 Gramm schweres Stück des Metalls kann man zu einem 100 Kilometer langen Draht ausziehen. Mit einer Härte von 2,5 zählt Gold zusammen mit Silber (Härte 2,7) und Kupfer (Härte 3,0) zu den weichsten Metallen des Periodensystems. Das Edelmetall zeichnet sich weiterhin durch seine relativ hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit aus. Massives Gold ist hellgelb gefärbt und besitzt einen starken, metallischen Glanz. Feinstverteiltes Goldpulver ist schwarz, kolloidale Suspensionen (siehe Kolloide) zeigen Farben von Rubinrot bis Purpur.

Gold ist chemisch äußerst reaktionsträge. Von feuchter Luft, Hitze und den meisten Lösungsmitteln wird es nicht angegriffen. Es löst sich jedoch u. a. in wässriger Kaliumcyanidlösung, in Chlorwasser (wässrige Chlorlösung) und in Königswasser, einer Mischung aus drei Teilen konzentrierter Salzsäure (siehe Chlorwasserstoff) und einem Teil konzentrierter Salpetersäure. Als Pulver lässt sich Gold auch mit Hilfe von bestimmten phosphororganischen Verbindungen auflösen. Dabei handelt es sich um so genannte Phosphine, Verbindungen mit der allgemeinen Formel PR₃, wobei der Rest R in unterschiedlicher Kombination für Wasserstoff oder für einen bestimmten organischen Rest steht.

Wie Atome anderer Metalle lassen sich auch Goldatome zu Clustern (Moleküle aus Metallatomen) vereinen. Normalerweise besitzen Metallatome die Eigenschaft, sich extrem dicht zusammenzulagern. Dadurch bilden sie entweder ebene Strukturen oder massive Körper, die so gut wie keinen Hohlraum enthalten. So formen Goldcluster mit weniger als 13 Atomen flache Strukturen und Cluster mit 20 Goldatomen pyramidenförmige Strukturen ohne Hohlräume. Dagegen zeigen Goldcluster mit 16 bis 18 Atomen ein anderes Verhalten: Sie bilden Moleküle mit Hohlräumen. Diese „Goldkäfige” gelten als metallische Gegenstücke zum Buckminster-Fulleren, das sich aus 60 Kohlenstoffatomen zusammensetzt.

Reines metallisches Gold schmilzt bei rund 1 064 ºC und siedet bei etwa 2 260 ºC. Die relative Dichte liegt bei 19,3, und die Atommasse des Edelmetalls beträgt 196,967 u.

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Vorkommen

Gold findet man in der Natur in Form von Adern im Quarzgestein und in Ablagerungen von Flussschlämmen. Dabei liegt es entweder als reines Metall (gediegen) oder gemeinsam mit anderen Metallen vor. In der Rangfolge der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste steht das Metall erst an 75. Stelle. Gediegenes Gold tritt fast immer zusammen mit Silber in unterschiedlichen Anteilen auf. Die natürliche Gold-Silber-Legierung nannten die Alchimisten Elektrum. Daneben kommt Gold auch gemeinsam mit anderen Metallen vor, wie etwa in den Mineralien Calaverit (auch Krennerit: AuTe₁) und Sylvanit (auch Schrifterz: AuAgTe₄). Zusammen mit Blei, Antimon und Schwefel findet man Gold im Mineral Nagyagit (auch Blättererz). Geringe Mengen Gold sind auch Bestandteil vieler Pyrit-Eisenerze. Meerwasser enthält zu fünf bis 250 Gewichtsteilen Gold auf 100 Millionen Teile Wasser. Die Gesamtmenge im Meerwasser wird auf rund neun Milliarden Tonnen geschätzt.

Auch außerhalb der Erde ließ sich Gold nachweisen, u. a. auf der Sonne und auf dem rund 5 200 Lichtjahre entfernten Stern BD+17 3248.

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Anwendung

Gold war schon in frühesten Zeiten bekannt und hatte stets einen hohen Wert, nicht nur wegen seines Aussehens und seiner Beständigkeit, sondern weil es auch einfacher als alle anderen Metalle zu bearbeiten und leichter in reiner Form zu gewinnen ist. Die ältesten Gegenstände aus Gold stammen aus dem 5. Jahrtausend v. Chr. Bereits im Altertum wurde Gold als Münzmetall eingesetzt und stellt heute noch den Bezugswert bei internationalen Geldtransaktionen (siehe Goldwährung) dar.

Der größte Teil des Goldes wird zu Schmuck verarbeitet (siehe Metallarbeiten). Geringere Mengen dienen zur Herstellung elektronischer Bauteile (elektrische Schalter, Kontakte, Thermoelemente etc.) und Münzen. Für Schmuck wird Gold stets mit anderen Metallen, meist Kupfer und Silber, legiert, um eine ausreichend hohe Härte zu erzielen. So genanntes Weißgold enthält neben Gold die Metalle Zink und Nickel oder auch Platinmetalle.

Der Goldgehalt in Legierungen wird oft in der eigentlich nicht mehr gültigen, aber noch üblichen Maßeinheit Karat angegeben. Die Karatskala hat 24 Teile: Eine Legierung, die zu 1/24 aus Gold besteht, hat ein Karat, während reines Gold 24 Karat besitzt. Die gültige Maßeinheit für den Goldgehalt in Schmucklegierungen ist das Promille (bzw. Prozent); am gängigsten sind hier die Werte 333, 585 und 750. Die Angabe 750 bedeutet: Die Legierung enthält 750 Tausendstel Gold, besteht also zu 75 Prozent oder zu 3/4 aus Gold, was wiederum 18 Karat entspricht (18 Karat = 18/24 = 3/4).

In Form dünner Folien dient Gold zum Verzieren und Beschriften von Gegenständen. Zum Färben von rubinrotem Glas (Goldrubinglas) kommt Cassius’scher Goldpurpur zum Einsatz. Er besteht aus feinverteiltem Gold und Zinndioxid und lässt sich durch Umsetzung von Goldchlorid mit Zinnchlorid in wässriger Lösung gewinnen. Lösungen von Kalium- bzw. Natriumdicyanoaurat, K- bzw. Na[AuCN₂] verwendet man zum elektrolytischen Beschichten mit Gold. Auch in der Zahnmedizin wird Gold angewandt. Bestimmte Radioisotope des Goldes nutzt man in der biologischen Forschung sowie bei der Behandlung von Krebs (siehe Tracer).