Χρυσός είναι ένα χημικό στοιχείο αναγνωρίζεται εύκολα από το κίτρινο μεταλλικό του χρώμα. Είναι πολύτιμο λόγω της σπανιότητας, της αντοχής στη διάβρωση, της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, της ελαστικότητας, της ολκιμότητας και της ομορφιάς. Εάν ρωτήσετε τους ανθρώπους από πού προέρχεται ο χρυσός, οι περισσότεροι θα πουν ότι το προμηθευτείτε από ένα ορυχείο, τηγάνι για νιφάδες σε ένα ρεύμα ή το εξαγάγετε από το θαλασσινό νερό. Ωστόσο, η πραγματική προέλευση του στοιχείου προηγείται του σχηματισμού της Γης.
Βασικές επιλογές: Πώς σχηματίζεται ο χρυσός;
- Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ολόκληρος ο χρυσός στη Γη σχηματίστηκε σε συγκρούσεις με αστέρια σουπερνοβών και νετρονίων που συνέβησαν πριν σχηματιστεί το ηλιακό σύστημα. Σε αυτά τα γεγονότα, ο χρυσός σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας r.
- Ο χρυσός βυθίστηκε στον πυρήνα της Γης κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του πλανήτη. Είναι προσβάσιμο μόνο σήμερα λόγω βομβαρδισμού αστεροειδών.
- Θεωρητικά, είναι δυνατόν να σχηματιστεί χρυσός από τις πυρηνικές διεργασίες σύντηξης, σχάσης και ραδιενεργού αποσύνθεσης. Είναι ευκολότερο για τους επιστήμονες να μεταδίδουν χρυσό με βομβαρδισμό του βαρύτερου στοιχείου υδραργύρου και παράγοντας χρυσό μέσω αποσύνθεσης.
- Ο χρυσός δεν μπορεί να παραχθεί μέσω χημείας ή αλχημείας. Οι χημικές αντιδράσεις δεν μπορούν να αλλάξουν τον αριθμό των πρωτονίων μέσα σε ένα άτομο. Ο αριθμός πρωτονίου ή ο ατομικός αριθμός καθορίζει την ταυτότητα ενός στοιχείου.
Φυσικός χρυσός σχηματισμός
Ενώ πυρηνική σύντηξη μέσα στον Ήλιο δημιουργεί πολλά στοιχεία, ο Ήλιος δεν μπορεί να συνθέσει χρυσό. Η σημαντική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή χρυσού εμφανίζεται μόνο όταν τα αστέρια εκρήγνυνται σε α σουπερνόβα ή πότε συγκρούονται αστέρια νετρονίων. Υπό αυτές τις ακραίες συνθήκες, βαριά στοιχεία σχηματίζονται μέσω της διαδικασίας ταχείας σύλληψης νετρονίων ή της διαδικασίας r.
Πού εμφανίζεται ο χρυσός;
Όλος ο χρυσός που βρέθηκε στη Γη προήλθε από τα συντρίμμια νεκρών αστεριών. Καθώς η Γη σχηματίστηκε, βαριά στοιχεία όπως σίδερο και ο χρυσός βυθίστηκε στον πυρήνα του πλανήτη. Εάν δεν είχε συμβεί άλλο γεγονός, δεν θα υπήρχε χρυσός στον φλοιό της Γης. Όμως, περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η Γη βομβαρδίστηκε από αστεροειδείς κρούσεις. Αυτές οι επιπτώσεις ανάδευσαν τα βαθύτερα στρώματα του πλανήτη και ανάγκασαν λίγο χρυσό στο μανδύας και κρούστα.
Κάποιος χρυσός μπορεί να βρεθεί σε μεταλλεύματα βράχου. Εμφανίζεται ως νιφάδες, όπως το καθαρό μητρικό στοιχείο, και με ασήμι στο φυσικό κράμα ηλεκτρόδιο. Η διάβρωση απελευθερώνει τον χρυσό από άλλα ορυκτά. Δεδομένου ότι ο χρυσός είναι βαρύς, βυθίζεται και συσσωρεύεται σε ρέματα, αλλουβιακές αποθέσεις και στον ωκεανό.
Οι σεισμοί διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο, καθώς το σφάλμα μετατόπισης αποσυμπιέζει γρήγορα νερό πλούσιο σε ορυκτά. Όταν το νερό εξατμίζεται, φλέβες χαλαζία και χρυσή κατάθεση σε πετρώδεις επιφάνειες. Μια παρόμοια διαδικασία συμβαίνει στα ηφαίστεια.
Πόσο χρυσό είναι στον κόσμο;
Η ποσότητα χρυσού που εξάγεται από τη Γη είναι ένα μικρό κλάσμα της συνολικής μάζας του. Το 2016, η Γεωλογική Έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών (USGS) υπολόγισε ότι 5.726.000.000 ουγγιές troy ή 196.320 τόνοι ΗΠΑ είχαν παραχθεί από την αυγή του πολιτισμού. Περίπου το 85% αυτού του χρυσού παραμένει σε κυκλοφορία. Επειδή ο χρυσός είναι τόσο πυκνός (19,32 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό), δεν καταλαμβάνει πολύ χώρο για τη μάζα του. Στην πραγματικότητα, αν λιώσατε μέχρι τώρα όλο το χρυσό που εξορύσσεται, θα καταλήγατε με έναν κύβο περίπου 60 πόδια!
Ωστόσο, ο χρυσός αντιπροσωπεύει μερικά μέρη ανά δισεκατομμύριο της μάζας του φλοιού της Γης. Αν και δεν είναι οικονομικά εφικτό να εξαγάγετε πολύ χρυσό, υπάρχουν περίπου 1 εκατομμύριο τόνοι χρυσού στο πάνω χιλιόμετρο της επιφάνειας της Γης. Η αφθονία του χρυσού στον μανδύα και τον πυρήνα είναι άγνωστη, αλλά υπερβαίνει κατά πολύ την ποσότητα του φλοιού.
Σύνθεση του Element Gold
Προσπάθειες από αλχημιστές Η μετατροπή του μολύβδου (ή άλλων στοιχείων) σε χρυσό δεν ήταν επιτυχής, επειδή καμία χημική αντίδραση δεν μπορεί να αλλάξει το ένα στοιχείο σε άλλο. Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ στοιχείων, η οποία μπορεί να παράγει διαφορετικά ιόντα ενός στοιχείου, αλλά ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου είναι αυτός που ορίζει το στοιχείο του. Όλα τα άτομα του χρυσού περιέχουν 79 πρωτόνια, οπότε ο ατομικός αριθμός του χρυσού είναι 79.
Η παραγωγή χρυσού δεν είναι τόσο απλή όσο η άμεση προσθήκη ή αφαίρεση πρωτονίων από άλλα στοιχεία. Η πιο κοινή μέθοδος αλλαγής ενός στοιχείου σε άλλο (μετατροπήείναι να προσθέσετε νετρόνια σε άλλο στοιχείο. Τα νετρόνια αλλάζουν το ισότοπο ενός στοιχείου, καθιστώντας δυνητικά τα άτομα αρκετά ασταθή ώστε να διασπώνται μέσω ραδιενεργού αποσύνθεσης.
Ο ιαπωνικός φυσικός Hantaro Nagaoka συνέθεσε για πρώτη φορά χρυσό με βομβαρδισμό υδραργύρου με νετρόνια το 1924. Ενώ η μετάδοση υδραργύρου σε χρυσό είναι ευκολότερη, ο χρυσός μπορεί να κατασκευαστεί από άλλα στοιχεία - ακόμη και μόλυβδο! Οι σοβιετικοί επιστήμονες κατά λάθος μετέτρεψαν την ασπίδα του πυρηνικού αντιδραστήρα σε χρυσό το 1972 και ο Glenn Seabord μετέτρεψε ένα ίχνος χρυσό από μόλυβδο το 1980.
Οι εκρήξεις θερμοπυρηνικών όπλων παράγουν συλλήψεις νετρονίων παρόμοια με τη διαδικασία r στα αστέρια. Ενώ τέτοια γεγονότα δεν είναι πρακτικός τρόπος για τη σύνθεση χρυσού, οι πυρηνικές δοκιμές οδήγησαν στην ανακάλυψη των βαριών στοιχείων Einsteinium (ατομικός αριθμός 99) και Fermium (ατομικός αριθμός 100).
Πηγές
- McHugh, J. ΣΙ. (1988). "Συγκέντρωση χρυσού σε φυσικά νερά". Περιοδικό Γεωχημικής Εξερεύνησης. 30 (1–3): 85–94. doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Πέθανε Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi: 10.1007 / BF01505547
- Seeger, Philip Α.; Fowler, William Α.; Clayton, Donald D. (1965). "Nucleosynthesis of Heavy Elements by Neutron Capture". Η σειρά συμπληρωμάτων Astrophysical Journal. 11: 121. doi:10.1086/190111
- Sherr, R.; Bainbridge, Κ. Τ. & Άντερσον, Η. Η. (1941). "Μετατροπή του υδραργύρου από τους γρήγορους νετρόνους". Φυσική αναθεώρηση. 60 (7): 473–479. doi:10.1103 / PhysRev.60.473
- Willbold, Matthias; Έλιοτ, Τιμ; Moorbath, Stephen (2011). "Η ισοτοπική σύνθεση βολφραμίου του μανδύα της Γης πριν από τον τερματικό βομβαρδισμό". Φύση. 477 (7363): 195–8. doi: 10.1038 / nature10399