Неблагородное золото

Зинченко В.Ф.
(«ХиЖ», 2018, №7)

Уважаемая редакция,

с удовольствием читаю ваш журнал уже более 50 лет. В частности, в № 5 за 2018 год прочел статью А.Мотыляева «Франций: факты и фактики». В очень интересной и нужной статье автор, увы, утверждает (с.15), что «франций не образует с ним (золотом) химических соединений». Готов этот тезис оспорить, поскольку его легкий аналог, Cs, образует соединение с ионной структурой CsAu, то есть аурид цезия. Несомненно, франций как активный щелочной металл должен образовывать еще более прочное химическое соединение с формулой FrAu. Это обусловлено прежде всего высоким сродством Au к электрону (2,31 эВ) и низкой электроотрицательностью Fr (0,86).


Благодарю за внимание.

Искренне ваш,

Виктор Федосеевич
Зинченко,
доктор химических наук,
профессор, Физико-химический институт им. А.В.Богатского НАН Украины




pic_2018_07_27.jpgДействительно, в статье допущена ошибка. Если посмотреть на диаграмму состояния золото-цезий, то можно увидеть целых два интерметаллида. Один — AuCs с температурой плавления 585оС. Второй — Au5Cs. Намеки на его существование фиксируют с 1979 года, когда это соединение впервые заметили по данным термического анализа. Оно должно формировать с золотом эвтектику с температурой плавления 1064оС. (А золото плавится при 1337оС.) Существование этого интерметаллида неудивительно, поскольку золото образует аналогичные соединения с калием и рубидием. Неудивительно, если оба интерметаллида золото сформирует и с францием. Образовавшиеся обстреле мишени атомы франция весьма горячи, быстро движутся по золотой матрице, но, попав в область, где уже есть атом франция, могут остановиться и составить с окружающим золотом координацию атомов, характерную для химического соединения. Причем, скорее всего, Au5Fr, а не AuFr, поскольку атомов франция очень мало.

Интересно здесь другое. О том, что золото как благородный металл не должно образовывать соединений с францием, рассказывает никто иной, как автор американских экспериментов Луис Ороцко. И он же пишет, что для извлечения франция из золотой мишени ее надо нагреть почти до температуры плавления золота. Теперь-то понятно, зачем нужен такой нагрев. В системе золото-калий эвтектика с Au5K плавится при температуре 975оС. Значит, в системе с францием температура будет примерно 1100—1115оС. Это совсем близко к температуре плавления золота. А согласно физической химии, при нагреве выше температуры плавления эвтектики области, обогащенные францием, должны расплавляться. Именно тогда атомы этого элемента и обретут подвижность. В составе же твердого интерметаллида их подвижность сильно ограничена, если вообще возможна. Получается, что американцам повезло. Ведь интерметаллиды порой имеют температуру плавления выше, чем у составляющих их элементов, а никакой эвтектики могло бы не возникнуть (см. цезиевый угол диагараммы). В этом случае неочевидно, что им удалось бы таким методом выделить искомые атомы из мишени.

Разные разности
28.01.2023
Милосердный пожар
Команда исследователей из Университета Миссури изучила, как почва после лесного пожара, насыщенная д...
10.01.2023
Лед озадачивает
Почему горячая вода замерзает быстрее холодной? Как выяснили химики, секрет кроетс...
09.01.2023
Пишут, что...
…волнистая рябь на поверхности сосулек связана с наличием примесей в воде, из которой сосулька о...
19.12.2022
Пишут, что...
…бездействующая черная дыра в созвездии Змееносца примерно в 10 раз массивнее Солнца и расположе...