Gold – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Gold kommt oft gediegen vor, also als reines Metall, als Körnchen und Blättchen in Quarzgängen oder als Nuggets und Goldstaub in Flussablagerungen, den Seifen. Weil es so schwer ist, sammelt es sich in Flusssedimenten an. Die größten Förderländer sind heute China, Russland, Australien und Kanada. Das Witwatersrand-Becken in Südafrika lieferte im 20. Jahrhundert einen großen Teil des Goldes. Alles Gold, das jemals gefördert wurde, würde zusammen nur einen Würfel von gut zwanzig Metern Kantenlänge füllen.

Eine Jahreszahl für die Entdeckung gibt es nicht. Die ältesten bekannten Goldschätze, etwa aus dem Gräberfeld von Warna in Bulgarien, sind mehr als sechstausend Jahre alt.

Im Gestein ist Gold oft nur in winzigen Mengen enthalten. Große Bergwerke lösen das feine Gold mit einer Cyanidlösung heraus, denn in Gegenwart von Sauerstoff bildet Gold lösliche Cyanokomplexe. Cyanide sind sehr giftig, daher sind strenge Sicherheitsvorkehrungen nötig. Im Kleinbergbau, etwa in Teilen Südamerikas, Afrikas und Asiens, verwendet man vielerorts Quecksilber, das sich mit Gold zu Amalgam verbindet. Anschließend wird das Quecksilber verdampft und gelangt dabei in Luft und Gewässer. Dieser Kleinbergbau gilt als eine der größten Quellen für Quecksilber in der Umwelt.

Eigenschaften und Reaktionen

Gold gehört zu Gruppe 11 in Periode 6, direkt unter dem Silber. Seine Elektronenkonfiguration lautet [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹. Mit einer Elektronegativität von 2,54 liegt es unter den Metallen ganz vorn. Die Dichte beträgt 19,282 g/cm³, der Schmelzpunkt liegt bei 1064,18 °C und der Siedepunkt bei 2856 °C. Es ist das am besten verformbare Metall: Aus einem Gramm lässt sich ein Draht von mehreren Kilometern Länge ziehen, und Blattgold ist nur ungefähr ein Zehntausendstel Millimeter dick.

Warum ist Gold gelb, Silber aber weiß? Der Grund ist die Relativitätstheorie. Die Kerne der schweren Goldatome tragen eine hohe Ladung, und die s-Elektronen in ihrer Nähe bewegen sich so schnell, dass ihre Masse merklich wächst. Dadurch zieht sich das 6s-Orbital zusammen und sinkt energetisch ab, während die 5d-Elektronen weniger fest gebunden sind. Der Energieabstand zwischen beiden schrumpft so weit, dass Gold blaues Licht verschluckt. Bei Silber liegt dieselbe Absorption im Ultraviolett. Übrig bleiben Gelb und Rot, die wir als goldfarben sehen.

Die festere Bindung der Elektronen macht Gold auch edel. Sauerstoff und die meisten Säuren greifen es nicht an. Auflösen lässt es sich in Königswasser: Die Salpetersäure oxidiert das Gold, und die Chloridionen der Salzsäure halten die entstehenden Ionen als stabilen Komplex, [AuCl₄]⁻, in Lösung. In Verbindungen kommt Gold meist mit den Oxidationszahlen plus eins und plus drei vor.

Verwendung in Alltag und Technik

Der größte Teil des Goldes wird zu Schmuck und als Wertanlage in Barren und Münzen verarbeitet. Notenbanken halten Goldreserven, weil Gold selten, haltbar und überall anerkannt ist. Reines Gold ist für Schmuck zu weich, darum legiert man es, meist mit Kupfer und Silber. Den Goldanteil gibt man in Karat an: 24 Karat ist reines Gold, 18 Karat sind 750 von tausend Teilen, 14 Karat sind 585 von tausend Teilen. Kupfer färbt rötlich, Silber und Palladium machen das Gold heller.

Blattgold verziert Kuppeln, Bilderrahmen und Buchstaben. Das Metall selbst ist ungiftig und als Lebensmittelfarbstoff E 175 zur Dekoration zugelassen. In der Elektronik steckt Gold in Kontakten, Steckverbindern und feinen Verbindungsdrähten in Chips, weil es nicht korrodiert und Strom gut leitet. Dünne Goldschichten reflektieren Wärmestrahlung und schützen Satelliten. Die Spiegel des James-Webb-Weltraumteleskops tragen eine hauchdünne Goldschicht, weil Gold Infrarotlicht sehr gut zurückwirft. In der Zahnmedizin dienen Goldlegierungen für Kronen und Inlays, und Goldnanopartikel färben die Testlinie bei Schnelltests rot.

Auch die Physik verdankt Gold viel. Beim Streuversuch von Geiger und Marsden beschoss man eine hauchdünne Goldfolie mit Alphateilchen. Einige wurden stark abgelenkt, und Ernest Rutherford schloss daraus 1911, dass fast die gesamte Masse des Atoms in einem winzigen Kern steckt.

Moleküle mit diesem Element

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Kurz gefragt

Welches Metall reagiert heftiger mit Wasser?

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