Edelmetall

Schönheit des Goldes – eine Frage der Physik

Gold wird vor allem wegen seines Glanzes bewundert. Doch nicht nur sein Funkeln – auch die Physik des Edelmetalls birgt Überraschungen.

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In diesen Tagen wird viel über das Edelmetall Gold geredet und geschrieben - doch in erster Linie im Hinblick auf seinen Kilopreis. Dabei ist auch die Physik dieses Metalls nicht uninteressant.

Reines Gold ist so weich wie Zinn und lässt sich deshalb bereits durch Schlagen zu hauchdünnem Blattgold verarbeiten. Aus diesem Grund hat der britische Physiker Ernest Rutherford sein berühmtes Streuexperiment mithilfe von Goldfolie durchgeführt.

Er schoss Alphateilchen (positiv geladene Helium-Atomkerne) auf eine Goldfolie und stellte fest, dass die meisten Teilchen ungehindert hindurchflogen und nur wenige abgelenkt wurden. Daraus konnte er schließen, dass die Materie in der Goldfolie in winzigen Atomkernen konzentriert ist und dazwischen vorwiegend freier Raum ist, der von den Alphateilchen problemlos durchflogen werden kann.

Die Entdeckung des Atomkerns verdanken wir also letztlich der Eigenschaft von Gold, sich leicht zu einer dünnen Folie walzen zu lassen. Gold ist ein sogenanntes Reinelement, von denen es im Periodensystem insgesamt nur 22 gibt.

Reinelement bedeutet, dass es nur ein einziges stabiles Isotop gibt. Alle anderen sind radioaktiv und zerfallen. Gold zeichnet sich auch durch seine gute chemische Beständigkeit aus.

Säuren können diesem Edelmetall nichts anhaben - mit einer Ausnahme. Das sogenannte Königswasser, eine Mischung aus Salz- und Salpetersäure kann tatsächlich Gold auflösen.

An Gold wird natürlich sein besonderer goldgelber Glanz bewundert. Doch warum hat Gold diese außergewöhnliche Farbe und sieht nicht etwa silbrig aus, wie viele andere Edelmetalle?

An dieser Stelle kommt der Name Albert Einstein ins Spiel. Einstein ist bekanntlich der Vater der Relativitätstheorie, die man meist mit Weltall und Lichtgeschwindigkeit assoziiert. Doch tatsächlich spielt die Relativitätstheorie eine ganz wichtige Rolle im Inneren von Goldatomen.

Sogenannte relativistische Effekte, wie sie sich mithilfe der Gleichungen Einsteins in Computern berechnen lassen, sind dafür verantwortlich, dass Gold so glänzt, wie es glänzt. Das ist doch relativ überraschend, oder?