金は柔らかくて密度の高い黄色の金属です。化学元素でもあります。化学記号はAu、原子番号は79です。貴金属として、何千年にもわたって世界中の人々に愛用され、宝飾品や貨幣として使われてきました。金は希少な金属でありながら、加工しやすく酸や空気でほとんど変質しないため、他のレアメタルと比べて扱いやすい点が重要です。歯の修理や交換、パソコンなどの電子機器にも使われています。また、この金属の色は金と呼ばれ、装飾的価値も高いです。
金の採掘方法は他の金属と似ていますが、埋蔵形態や経済価値の高さから特色のある採掘・精錬方法が発達しました。金は非常に価値が高いため、新たな採掘地の発見によってゴールドラッシュが起こることもあります。鉱山労働者にとって世界で最も深い作業場の一つは、南アフリカの金鉱山です。
多くの場合、金は原産の金属として発見されます。これは、鉱石の一部ではなく、製錬を必要としないことを意味します。大きな純粋なナゲットの場合もありますが、多くは他の鉱物や土壌から分離しなければなりません。
地球上の金のほとんどは、密度が高いため、地球のコアの奥深くに存在しています。発見された金の多くは、隕石の衝突や地殻変動によって地表近くに運ばれたものと考えられています。
化学的・物理的性質
- 原子量・電子配置：原子量は約196.97、電子配置は[Xe]4f14 5d10 6s1。
- 酸化状態：元素として安定な0価のほか、+1（銀色の化合物）や+3がよく知られています。
- 物性：非常に展性（薄く伸ばせる）と延性（細く引き伸ばせる）に富み、電気・熱の良導体です。密度は約19.3 g/cm3、融点は約1064 ℃。
- 耐食性：酸や空気に対して非常に安定で、酸化しにくく腐食しにくい点が大きな特徴です。
歴史的背景
古代から金は装飾や富の象徴として珍重されました。エジプト文明やメソポタミアでは王や貴族の墓や装飾に使われ、紀元前から採掘と加工の技術が発達しています。中世の錬金術では金が理想とされ、近代には紙幣と金を結びつけた「金本位制」が採用されるなど、経済面でも重要な役割を果たしました。19世紀のカリフォルニアやオーストラリア、カナダでのゴールドラッシュは大量の移住と経済変動を引き起こしました。
主な用途
- 宝飾品：変色しにくく加工性が高いため、指輪やネックレスなどに多用されます。
- 投資・通貨：延べ棒やコインとして保有され、金融の安全資産（セーフヘブン）として扱われます。
- 電子・電気部品：接点や配線、半導体パッケージのめっきなど、導電性と耐食性を活かした用途が多いです。
- 医療・歯科：合金やめっきとして使用され、腐食しにくい特性が利用されます（ただし現在は他材料も広く使われます）。
- その他：触媒や光学機器、宇宙用途など特殊分野でも用いられます。
採掘と精錬の方法
金の採掘は主に次のような方法で行われます。
- 砂金（プレーサー）採取：川や河床の砂や砂利の中から比重差を利用して金を分離する方法。パンニングや水力選鉱が代表的です。
- 露天・露頭採掘：地表近くにある鉱体を露天で掘る方法。大規模なダンプトラックと採掘機械が使われます。
- 地下鉱山：深い鉱床を掘り進める方法。南アフリカの深部金鉱は非常に深いことで知られています。
- 選鉱・浸出：破砕した鉱石からシアン化ナトリウムなどで金を溶出（シアン化法）し、活性炭などで回収する方法。アマルガム（水銀）を使う方法は環境・健康問題から規制が進んでいます。
採掘後の精錬では電解精錬や化学的な精製により高純度の金に仕上げます。
環境・社会的影響とリサイクル
金採掘は生態系の破壊や水質汚染（シアン化合物や水銀の問題）、労働環境の悪化といった負の側面を伴うことがあります。そのため環境管理や規制、持続可能な採掘方法の採用が重要です。一方、電子機器からの廃棄物（電子スクラップ）には金が多く含まれており、都市鉱山としてのリサイクルが進められています。リサイクルは資源の有効活用と環境負荷低減の両面で重要です。
豆知識
- 金は非常に薄く延ばすことができ、1グラムで数平方メートルの箔（ゴールドリーフ）にできます。
- 純度の単位として「カラット（ct）」や「金の純度（%や‰）」が使われます。18金（18K）は75％の金を含みます。
- 金は主に地殻中では希少ですが、地球形成時の高温下でコアに移行したと考えられており、隕石由来の金が地表に運ばれたという説もあります。
