ทองคำ

บทความนี้เกี่ยวกับธาตุ สำหรับความหมายอื่น ดูที่ ทอง (แก้ความกำกวม)

ทองคำ แพลทินัม ← → ปรอท Ag ↑ Au ↓ Rg
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์, เลขอะตอม	ทองคำ, Au, 79
อนุกรมเคมี	โลหะทรานซิชัน
หมู่, คาบ, บล็อก	11, 6, d
ลักษณะ	สีเหลืองวาว
มวลอะตอม	196.96655 (2) กรัม/โมล
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[Xe] 4f14 5d10 6s1
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน	2, 8, 18, 32, 18, 1
คุณสมบัติทางกายภาพ
สถานะ	ของแข็ง
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	19.3 ก./ซม.³
ความหนาแน่นของของเหลวที่m.p.	17.31 ก./ซม.³
จุดหลอมเหลว	1337.33 K (1064.18 °C)
จุดเดือด	3129 K(2856 °C)
ความร้อนของการหลอมเหลว	12.55 กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	324 กิโลจูล/โมล
ความร้อนจำเพาะ	(25 °C) 25.418 J/(mol·K)
ความดันไอ P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K 1646 1814 2021 2281 2620 3078
คุณสมบัติของอะตอม
โครงสร้างผลึก	cubic face centered
สถานะออกซิเดชัน	3, 1 (amphoteric oxide)
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	2.54 (พอลิงสเกล)
พลังงานไอออไนเซชัน	ระดับที่ 1: 890.1 กิโลจูล/โมล
	ระดับที่ 2: 1980 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม	135 pm
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	174 pm
รัศมีโควาเลนต์	144 pm
รัศมีวานเดอร์วาลส์	166 pm
อื่น ๆ
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก	no data
ความต้านทานไฟฟ้า	(20 °C) 22.14 nΩ·m
การนำความร้อน	(300 K) 318W/(m·K)
การขยายตัวจากความร้อน	(25 °C) 14.2 µm/(m·K)
อัตราเร็วของเสียง (แท่งบาง)	(r.t.) (hard-drawn) 2030 m/s
มอดุลัสของยัง	78 GPa
โมดูลัสของแรงเฉือน	27 GPa
โมดูลัสของแรงบีบอัด	220 GPa
อัตราส่วนปัวซง	0.44
ความแข็งโมส	2.5
ความแข็งวิกเกอร์ส	216 MPa
ความแข็งบริเนล	2450 MPa
เลขทะเบียน CAS	7440-57-5
ไอโซโทปเสถียรที่สุด
บทความหลัก: ไอโซโทปของทองคำ iso NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP 195Au syn 186.10 d ε 0.227 195Pt 196Au syn 6.183 d ε 1.506 196Pt β- 0.686 196Hg 197Au 100% Au เสถียร โดยมี 118 นิวตรอน 198Au syn 2.69517 d β- 1.372 198Hg 199Au syn 3.169 d β- 0.453 199Hg
แหล่งอ้างอิง

ทองคำ (อังกฤษ: gold) คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 79 และสัญลักษณ์คือ Au (มาจากภาษาละตินว่า aurum) จัดอยู่ในกลุ่มธาตุโลหะมีสกุลชนิดหนึ่ง ทองคำเป็นธาตุโลหะทรานซิชันสีเหลืองทองมันวาวเนื้ออ่อนนุ่ม สามารถยืดและตีเป็นแผ่นได้ ทองคำไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีส่วนใหญ่ ทองคำใช้เป็นทุนสำรองทางการเงินของหลายประเทศ ใช้ประโยชน์เป็นเครื่องประดับ งานทันตกรรม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

คุณสมบัติ

ทองคำ

มีความแวววาวอยู่เสมอ ทองคำไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนดังนั้น เมื่อสัมผัสถูกอากาศสีของทองจะไม่หมองและไม่เกิดสนิม มีความอ่อนตัว ทองคำเป็นโลหะที่มีความอ่อนตัวมากที่สุด ด้วยทองเพียงประมาณ 2 บาท เราสามารถยืดออกเป็นเส้นลวดได้ยาวถึง 8 กิโลเมตร หรืออาจตีเป็นแผ่นบางได้ถึง 100 ตารางฟุต ทองคำเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่สามารถนำไฟฟ้าได้ดี สะท้อนความร้อนได้ดี ทองคำสามารถสะท้อนความร้อนได้ดี ได้มีการนำทองคำไปฉาบไว้ที่หน้ากากหมวกของนักบินอวกาศ เพื่อป้องกันรังสีอินฟราเรด

มนุษย์รู้จักทองคำมาตั้งแต่ประมาณ 5,000 ปี เป็นความหมายแห่งความมั่งคั่ง จุดหลอมเหลว 1064 องศาเซลเซียส และจุดเดือด 2970 องศาเซลเซียส เป็นโลหะที่มีค่าที่มีความเหนียว (Ductility) และความสามารถในการขึ้นรูป (Malleability) คือจะยืดขยาย (Extend) เมื่อถูกตีหรือรีดในทุกทิศทาง โดยไม่เกิดการปริแตกได้สูงสุด ทองคำบริสุทธิ์หนัก 1 ออนซ์สามารถดึงเป็นเส้นลวดยาวได้ถึง 80 กิโลเมตร ถ้าตีเป็นแผ่นก็จะได้บางเกินกว่า 1/300,000 นิ้ว ส่วนความกว้างจะได้ถึง 9 ตารางเมตร

ทองคำบริสุทธิ์ไม่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี จึงทนต่อการผุกร่อนและไม่เกิดสนิมกับอากาศ แต่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีบางชนิด เช่น คลอรีน ฟลูออรีน น้ำประสานทอง

คุณสมบัติเหล่านี้ประกอบกับลักษณะภายนอกที่เป็นประกายจึงทำให้ทองคำเป็นที่หมายปองของมนุษย์มาเป็นเวลานับพันปี โดยนำมาตีมูลค่าสำหรับการแลกเปลี่ยนระหว่างประเทศและใช้เป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับวงการเครื่องประดับ

ทองคำได้รับความนิยมอย่างสูงสุดในวงการเครื่องประดับทองคำ เพราะเป็นโลหะมีค่าชนิดเดียวที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน 4 ประการซึ่งทำให้ทองคำโดดเด่น และเป็นที่ต้องการเหนือบรรดาโลหะมีค่าทุกชนิดในโลก คือ

1. งดงามมันวาว (lustre) สีสันที่สวยงามตามธรรมชาติผสานกับความมันวาวก่อให้เกิดความงามอันเป็นอมตะ ทองคำสามารถเปลี่ยนเฉดสีทองโดยการนำทองคำไปผสมกับโลหะมีค่าอื่นๆ ช่วยเพิ่มความงดงามให้แก่ทองคำได้อีกทางหนึ่ง
2. คงทน (durable) ทองคำไม่ขึ้นสนิม ไม่หมอง และไม่ผุกร่อน แม้ว่ากาลเวลาจะผ่านไป 3000 ปีก็ตาม
3. หายาก (rarity) ทองเป็นแร่ที่หายาก กว่าจะได้ทองคำมาหนึ่งออนซ์ (31.167 gram) ต้องถลุงก้อนแร่ที่มีทองคำอยู่เป็นจำนวนหลายตัน และต้องขุดเหมืองลึกลงไปหลายสิบเมตร จึงทำให้มีค่าใช้จ่ายที่สูง เป็นเหตุให้ทองคำมีราคาแพงตามต้นทุนในการผลิต
4. นำกลับไปใช้ได้ (reuseable) ทองคำเหมาะสมที่สุดต่อการนำมาทำเป็นเครื่องประดับเพราะมีความเหนียวและอ่อนนิ่มสามารถนำมาทำขึ้นรูปได้ง่าย อีกทั้งยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่โดยการทำให้บริสุทธิ์ (purified) ด้วยการหลอมได้อีกโดยนับครั้งไม่ถ้วน

การเกิดของแร่ทองคำ

กรมทรัพยากรธรณี ได้มีการแบ่งการเกิดของแร่ทองคำออกเป็น 2 แบบ ตามลักษณะที่พบในธรรมชาติได้ดังนี้

• แบบปฐมภูมิ คือกระบวนการทางธรณีวิทยา มีการผสมทางธรรมชาติจากน้ำแร่ร้อน ผสมผสานกับสารละลายพวกซิลิก้า ทำให้เกิดการสะสมตัวของแร่ทองคำในหินต่างๆ เช่น หินอัคนี หินชั้น และหินแปร มีการพบการฝังตัวของแร่ทองคำในหิน หรือสายแร่ที่แทรกอยู่ในหิน ซึ่งส่วนใหญ่จะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
• แบบทุติยภูมิหรือลานแร่ คือการที่หินที่มีแร่ทองคำแบบปฐมภูมิได้มีการสึกกร่อน และถูกน้ำพัดพาไปสะสมตัวในที่แห่งใหม่ เช่น ตามเชิงเขา ลำห้วย หรือในตะกอนกรวดทรายในลำน้ำ

แหล่งแร่ทองคำปฐมภูมิในไทย

• แหล่งโต๊ะโมะ จ.นราธิวาส
• แหล่งเขาสามสิบ จ.สระแก้ว
• แหล่งชาตรี (เขาโป่ง) จ.พิจิตร - จ.เพชรบูรณ์
• แหล่งดอยตุง (บ้านผาฮี้) จ.เชียงราย
• แหล่งเขาพนมพา จ.พิจิตร

แหล่งแร่ทองคำทุติยภูมิในไทย

• แหล่งบ้านป่าร่อน จ.ประจวบคีรีขันธ์
• แหล่งบ้านนาล้อม จ.ปราจีนบุรี
• แหล่งบ้านทุ่งฮั้ว จ.ลำปาง
• แหล่งในแม่น้ำโขง จ.เลย - จ.หนองคาย
• แหล่งบ้านผาช้างมูบ จ.พะเยา

การใช้จ่ายเงิน

ทองคำถูกใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในฐานะเงิน สำหรับการแลกเปลี่ยนทางอ้อมที่มีประสิทธิภาพ (เมื่อเปรียบเทียบกับการแลกเปลี่ยนสินค้า) และสำหรับการเก็บรักษาทรัพย์สินในห้องเก็บของ เพื่อวัตถุประสงค์ในการแลกเปลี่ยน โรงกษาปณ์ได้ผลิตทองคำแท่ง เหรียญ และหน่วยอื่นๆ ที่มีน้ำหนักและความบริสุทธิ์ที่กำหนดมาตรฐานไว้

เหรียญแรกที่ทราบกันว่ามีส่วนผสมของทองคำถูกผลิตใน Lydia, Asia น้อย ประมาณ 600 ปีก่อนคริสตศักราช

ส่วนแบ่งของทองคำ (นัยพรรณ) ในโลหะผสมจะถูกวัดในหน่วยกะรัต (k). ทองคำบริสุทธิ์ (ที่มีชื่อเรียกทางการค้าว่าทองคำไร้สิ่งเจือปน) จะเรียกว่า 24 กะรัต, และจะย่อเป็น 24k เหรียญทองอังกฤษที่ผลิตเพื่อการหมุนเวียนระหว่างปี 1526 ถึง 1930s ส่วนใหญ่มักจะเป็นโลหะผสมมาตรฐานที่มี 22 กะรัต เรียกว่า crown gold เพื่อเพิ่มความแข็ง (เหรียญทองสหรัฐที่ออกให้หมุนเวียนหลังปี 1837 มีโลหะผสมที่มีทองคำบริสุทธิ์ 0.900 หรือ 21.6 k) เช่นเดียวกับโลหะมีค่าอื่นๆ ทองคำจะถูกวัดในหน่วยนํ้าหนักทรอยและกรัม ส่วนแบ่งของทองคำในโลหะผสมจะถูกวัดในหน่วยกะรัต (k) โดยที่ 24 กะรัต (24k) ถือว่าเป็นทองคำบริสุทธิ์ (100%), และค่ากะรัตที่ต่ำกว่าจะน้อยลงตามสัดส่วน (18k = 75%) ความบริสุทธิ์ของทองคำแท่งหรือเหรียญยังสามารถแสดงเป็นทศนิยมในช่วง 0 ถึง 1, ที่รู้จักกันในชื่อ millesimal fineness ตัวอย่างเช่น, 0.995 หมายถึงเกือบบริสุทธิ์.

ในปัจจุบัน ทองคำคือสกุลเงินสำรองของโลก ราคาทองคำถูกกำหนดผ่านการซื้อขายในตลาดทองคำและอนุพันธ์ แต่ขั้นตอนที่เรียกว่าการตั้งราคาทองคำในลอนดอน ซึ่งเริ่มต้นในเดือนกันยายน 1919 มอบราคาพื้นฐานรายวันสำหรับอุตสาหกรรม การตั้งราคาทองคำในแต่ละวันถูกนำมาใช้ในปี 1968 เพื่อกำหนดราคาเมื่อเปิดตลาดสหรัฐ ณ เดือนกันยายน 2017 ทองคำถูกประเมินว่ามีค่าอยู่ประมาณ 42 ดอลลาร์ต่อกรัม (1300 ดอลลาร์ต่อออนซ์ทรอย)

การใช้ประโยชน์

ด้านอวกาศ

ในทางอวกาศได้มีการนำทองคำมาใช้เป็นชุดนักบินอวกาศและแคปซูล เพื่อป้องกันไม่ให้นักบินอวกาศกระทบกับรังสีในอวกาศที่มีพลังงานสูง นอกจากนี้ยังมีการใช้ทองคำบริสุทธิ์เคลือบกับเครื่องยนต์ ระบบอิเล็กทรอนิกส์ หมวกเหล็ก เกราะบังหน้า และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ในอวกาศ เนื่องจากทองคำที่มีความหนา 0.000006 นิ้ว จะมีคุณสมบัติช่วยสะท้อนรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ไม่ให้ทำลาย หรือลดประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้

ด้านทันตกรรม

มีการใช้ทองคำเพื่อการครอบฟัน เชื่อมฟัน หรือการเลี่ยมทอง และยังมีการใช้ในการผลิตฟันปลอมด้วย เนื่องจากทองคำมีความคงทนต่อการกัดกร่อน การหมองคล้ำ และยังมีความแข็งแรงอีกด้วย โดยจะใช้ทองคำผสมกับธาตุอื่น เช่น แพลทินัม

ด้านอิเล็กทรอนิกส์

มีการนำทองคำมาใช้เป็นวัสดุที่ทำหน้าที่สัมผัสในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น เครื่องคิดเลข โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ หรือโทรศัพท์มือถือ เนื่องจากทองคำมีค่าการนำไฟฟ้าสูง และมีความคงทนต่อการกัดกร่อน จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ และอายุการใช้งานของเครื่องไฟฟ้าเหล่านั้น

แหล่งข้อมูลอื่น

• วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ ทองคำ

เก็บถาวร 2019-01-29 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน