Неблагородное золото

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

Действительно, в статье допущена ошибка. Если посмотреть на диаграмму состояния золото-цезий, то можно увидеть целых два интерметаллида. Один — AuCs с температурой плавления 585^оС. 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 1064^оС. (А золото плавится при 1337^оС.) 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 975^оС. Значит, в системе с францием температура будет примерно 1100—1115^оС. 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.