Chemie-Wissen / Gold

Das Element Gold

Das Element Gold im PSE

Das Element Gold im Periodensystem der Elemente hat die Ordnungszahl 79 und das Elementsymbol Au.

Es steht in der 6. Periode im Periodensystem und wird den Übergangsmetallen bzw. den Übergangselementen zugeordnet. Genauso wie Silber und Kupfer gehört das Element Gold zur Kupfergruppe bzw. Gruppe 11. Dies ist die 1. Nebengruppe im Periodensystem.

Eigenschaften von Gold

Das Element Gold ist ein metallisch gelbes beziehungsweise goldgelbes Edelmetall und gehört aufgrund dieser Farbe zu den wenigen farbigen Elementen, zu denen u.a. auch Kupfer gehört. Gemeinsam mit Caesium zählt es zudem zu den wenigen farbigen Metallen im Periodensystem.

Es besitzt eine Atommasse von 196,966569 u und liegt unter Normalbedingungen im festen Aggregatzustand vor. Die Schmelztemperatur von Gold liegt bei 1064,18  °C, während der Siedepunkt bei 2856  °C liegt. Im Vergleich zu vielen anderen Metallen ist die Schmelztemperatur von Gold sehr niedrig, wodurch sich das Element besonders gut einschmelzen, formen und gießen lässt.  

Gold besteht zudem ausschließlich aus einem stabilen Isotop, was bedeutet, dass es in der Natur immer mit derselben Anzahl an Protonen und Neutronen im Atomkern vorkommt. Damit zählt es, genau wie beispielsweise Aluminium, Eisen, Kupfer oder Chrom zu den 22 Reinmetallen.

Weiterhin auffällig ist zudem die hohe Dichte von Gold mit 19,32  g/cm³, was mit einem entsprechend hohen Gewicht einhergeht. Trotz dieses hohen Gewichts weist es eine relativ geringe Härte auf und zählt damit zu den eher weichen Metallen. Gold ist also sehr gut formbar und weist eine hohe Duktilität (Dehnbarkeit) auf, was es für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen, zum Beispiel die Herstellung von Blattgold, geeignet macht.

Eine weitere, besonders für verschiedene Anwendungsgebiete wichtige Eigenschaft von Gold ist, dass es eine außergewöhnlich hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist. Es reagiert weder mit Sauerstoff noch mit Feuchtigkeit oder den meisten Säuren, was es sehr widerstandsfähig gegenüber Oxidation und chemischen Angriffen macht. Diese Eigenschaft ist der Grund dafür, dass das Element Gold selbst nach tausenden von Jahren in der Erde oder im Wasser nahezu unverändert aufgefunden werden kann.

Gold - Verwendung des Elements

Das Element Gold findet aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften in vielen Bereichen Anwendung. Es gilt als das am besten zu verformende Metall. Diese außergewöhnlich hohe Duktilität ermöglicht es beispielsweise, dass Gold auf extrem dünne Schichten von bis zu 0,001  mm ausgewälzt werden kann, wodurch sich unter anderem Blattgold herstellen lässt.

Zudem zeichnet sich Gold durch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aus, wodurch es gegenüber vielen chemischen Einflüssen resistent ist, was ein entscheidender Vorteil für zahlreiche technische Anwendungen darstellt.

Ein weiterer praktischer Aspekt ist die vergleichsweise niedrige Schmelztemperatur von Gold, die das Einschmelzen und anschließende Gießen in neue Formen erleichtert.

Verwendung von Gold in der Elektronik & Industrie

Etwa 10  % des weltweit geförderten Goldes werden für die Produktion von Elektronikartikeln und technischen Geräten verwendet. Dies liegt an der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, der sehr guten elektrischen Leitfähigkeit sowie der einfachen Verformbarkeit des Edelmetalls. Gold stellt bei der Herstellung von elektrischen Geräten eine hochresistente Komponente dar, die unempfindlich gegenüber äußeren Umwelteinflüssen ist, was zum Beispiel ein entscheidender Faktor beim Satellitenbau ist.

Im Alltag findet die Verarbeitung von Gold vor allem in der IT- und Unterhaltungselektronik statt. Dort wird es unter anderem zur Herstellung hochwertiger Steckverbindungen, Relais, Leiterplatten oder Bonddrähte eingesetzt:

  • Bonddrähte, die die Chips mit den Anschlüssen integrierter Schaltkreise verbinden, bestehen häufig aus reinem Gold. Ein Gramm lässt sich zu einem Draht von über drei Kilometern Länge ausziehen. Die Montage (Chipbonden) mikroelektronischer sowie Laserdioden-Chips erfolgt zudem häufig auf Flächen, welche vergoldet sind.
  • Leiterplatten mit Direkt-Steckverbindern werden oftmals vergoldet, um eine zuverlässige Kontaktqualität zu gewährleisten.
  • Schaltkontakte für Signalschalter und Relais enthalten ebenfalls häufig Gold, um eine störungsfreie Signalübertragung zu ermöglichen.

Gold-Verwendung in der Medizin

Aufgrund der hohen Korrosionsbeständigkeit von Gold gegenüber Wasser und Säuren findet das Element vor allem in der Zahnmedizin Anwendung als Füllmaterial oder Zahnersatz. Einige Goldsalze werden zudem in der Rheumatherapie eingesetzt, um rheumatoide Arthritis zu behandeln. Heute greift man jedoch häufig auf kostengünstigere Alternativen zurück, vor allem, da die Behandlung mit Goldsalzen auch gewisse Risiken mit sich bringen kann. Bei unsachgemäßer Anwendung kann es zu Schädigungen von Leber, Blut und Nieren kommen.

Das Element Gold zur Herstellung von Schmuck

Aufgrund der Seltenheit von Gold, den speziellen physikalischen Eigenschaften in Bezug auf seine Verformbarkeit sowie der besonderen Färbung und des Glanzes, eignet sich das Edelmetall sehr gut zur Herstellung von Schmuck. Mit der Verwendung von ca. 80 % des jährlich geförderten Goldes nimmt die Schmuckindustrie den größten Anteil der Gold-Verarbeitung ein.

Gold als Währung und Geldanlage

Rund 3 % der jährlich geförderten Goldmenge werden zu Goldbarren und Goldmünzen verarbeitet. Gold dient in dieser Form seit dem 6. Jahrhundert v. Chr. als Zahlungsmittel. Während es früher im alltäglichen Zahlungsverkehr verwendet wurde, spielt es heute vor allem in der internationalen Finanzpolitik eine Rolle. Viele Zentralbanken weltweit lagern Goldreserven, die im Falle von Währungskrisen in Devisen umgewandelt werden können, um die Liquidität des jeweiligen Staates sicherzustellen.

Gold – Vorkommen

Gold ist heutzutage, natürlich vorkommend, auf der ganzen Welt verbreitet, wobei ca. 40  % des weltweiten Gold-Vorkommen aus den USA, Südafrika, Australien und Russland stammt und diese Länder zu den größten Goldproduzenten weltweit macht. Die jährliche Goldförderung liegt aktuell bei ungefähr 2.600 Tonnen, was in etwa der Hundertfachen Fördermenge des 19. Jahrhunderts entspricht. Dies lässt sich vor allem durch den Einsatz moderner Fördertechnologien, effizienterer Bergbaumethoden und besserer geologischer Erkundungsmöglichkeiten erklären, da im 19. Jahrhundert Gold vorwiegend in Form von Nuggets in Flüssen gesucht wurde, während der heutige industrielle Bergbau sogar die Gewinnung feinster Goldanteile aus großen Gesteinsmengen ermöglicht. Trotz dessen bleibt Gold ein knappes und demzufolge auch teures Element.

 

Die Entdeckung von Gold

Das Element Gold ist sehr wahrscheinlich nach Kupfer das älteste Metall in der Geschichte der Menschheit. Der Grund für seine frühe Entdeckung könnte die auffällig gelbe Farbe sein, aber auch die Tatsache, dass Gold in reiner Form in der Natur vorkommt und nicht erst aus Erzen isoliert werden muss.

Bereits 4.600-4.200 v.Chr. lassen sich die ältesten Goldfunde im europäischen Raum feststellen: Grabfunden in Varna (Bulgarien). Die ersten Hinweise auf eine tatsächliche Verarbeitung von Gold stammen aus Mesopotamien (ca. 3.000 v.Chr.). Aufgrund der Seltenheit und Schönheit des Metalls war Gold schon sehr früh in vielen Kulturen als Schmuck oder für rituelle Zwecke beliebt. Dies zeigen alte Mythen und Sagen, wie die Argonautensage aus der griechischen Mythologie oder das Bild des goldenen Kalbes aus der Bibel. Auch im süd- und mittelamerikanischen Raum entwickelten sich schon sehr frühe Goldkulturen, wie zum Beispiel die Mochica in Peru (erstes bis achtes Jahrhundert). Nach der Entdeckung Amerikas durch Christoph Kolumbus (1492) wurden viele indigene Stämme auf der Suche nach Gold zerstört, was dazu führte, dass Spanien zeitweise die reichste europäische Macht war. In der Spätantike versuchten dann Alchemisten, Gold künstlich herzustellen, unter anderem durch den „Stein der Weisen“ (Begriff für eine Substanz, die unedle Metalle in Gold und Silber verwandeln soll).

Das Wort „Gold“ lässt sich auf die indogermanische Wurzel „ghel“ zurückführen, was so viel wie „glänzend“ und „gelb“ bedeutet. Im Jahr 1814 nahm Jöns Jakob Berzelius das Element unter dem Namen Aurum (lat. Gold) mit dem Symbol Au in seine Atomgewichtstabelle auf. Dieses Symbol trägt das Element Gold bis heute im Periodensystem.

Gold im Periodensystem der Elemente:Das Element Gold im PSE