1.什么是黄金
黄金是一种贵重金属,属于化学元素周期表中的第79个元素,符号为Au。它是一种典型的珠宝首饰材料,广泛用于珠宝设计、投资以及一些工业领域。黄金在化学性质上非常稳定,不易被腐蚀。然而,在物理性质上,黄金显得相当柔软,可塑性较高。下面,我们来探讨为什么黄金会如此软,以及为什么黄金不硬化。
2.黄金的软度
黄金在卡拉单位下的硬度大约为2.5,而莫氏硬度仅有2.5-3。换句话说,黄金非常柔软,比起其他常见的金属,如钢、铁、铜等都要软很多。实际上,黄金可以被压成非常薄的金箔,而不会断裂。这种柔软的特性使得黄金非常适合用来制作各种珠宝首饰和装饰品。
3.为什么黄金软度如此之高
黄金之所以软度如此之高,在于它的晶格结构和电子结构的特殊性质。黄金是一种面心立方结构,这意味着它的原子排列方式非常紧密。相比之下,其他常见的金属如铁、铜等则是体心立方结构或者六方最密堆积结构,这些结构的原子间距离要比黄金之间要大,所以硬度自然也就比黄金高了不少。
另外,黄金的电子层结构也显得非常稳定。它的3d层全部填充,4s只有一个电子,稳定性较高,没有杂质,所以不会因为外部原因引起产生位错或者其他影响其材质硬度的问题。这种特殊的电子层结构,也是造成黄金柔软度较高的一个重要原因。
4.为什么黄金不会硬化
相比之下,其他常见的金属在加工过程中都会逐渐变得更加坚硬。这是因为,在加工金属的时候,会增加金属中的位错密度。位错在晶体结构中产生,会使得原子之间的距离不规则,因而使得整个晶体的结构变得扭曲,从而增强金属的硬度。
然而,黄金却不会受到这种影响。这是因为黄金的结构非常均匀,即使加工过程中,它的位错密度依然很小。这种特殊的结构从根本上来说,使得黄金不容易硬化。唯一的例外是,在极端的条件下,例如非常低温下强制加压,黄金才会变得硬度更高。
5.结论
总的来说,黄金的柔软度和不易硬化使得它成为一种独特的材料,常被用作首饰和装饰品的制作原料。黄金的柔软度来源于其面心立方结构和电子结构的特殊性质,而不易硬化的原因在于黄金的位错密度非常低,结构均匀致密。黄金最终的状态也许会有所改变,但是黄金的柔软度和不易硬化却是众所周知的事实,也将使黄金成为珠宝行业中不可或缺的宝贵材料之一。