Znáte barevné zlato?

Jak se vyrábí barevné zlato? Čisté zlato má jemnou ale zářivě žlutou barvu. Existují ale slitiny různých kovů, které spolu se zlatem tvoří zajímavě barevný materiál. (délka blogu 3 min.)

Pojem zlata si většina lidí spojuje s překrásně žlutavým kovem. Moderní chemie ale umí vyrobit slitiny, které už zlato opticky připomínají jen vzdáleně. Tyto změny ve složení jsou na první pohled samoúčelné - vzniklé materiály se ovšem dají použít například k výrobě šperků. Každá barva má svůj vlastní příběh, specifické složení a také vlastnosti, které pak samozřejmě omezují její využití.

Klasicky žluté zlato

Žlutou barvu zlata má na svědomí kvantová fyzika a speciální teorie relativity.

Většina kovů, jako je stříbro, hliník nebo železo, se nám jeví jako stříbřitá či šedá hmota. Je to proto, že jejich volné elektrony odrážejí všechno viditelné světlo (všechny vlnové délky) stejně. Lidské oko pak tuto směs vlnových délek vnímá jako bílý nebo stříbrný lesk.

U zlata je to ale jinak. Materiál má velmi těžké jádro a jeho elektrony jsou nuceny se kvůli silnému elektrickému poli těžkého jádra pohybovat vysokou rychlostí. Dosahují zhruba 58 % rychlosti světla.

Podle Einsteinovy teorie relativity platí, že čím rychleji se objekt pohybuje, tím spíše se projevují relativistické efekty. Kvůli tomu se oběžné dráhy přesouvají blíže k jádru. Takové smrštění drah změní energetické hladiny elektronů (znatelně se mění energie elektronů na orbitalech 5d a 6s). K přeskoku elektronu mezi těmito hladinami pak stačí méně energie, než je běžné u jiných kovů. Zlato tak začne absorbovat (pohlcovat) světlo s vyšší energií, což odpovídá modré a fialové barvě.

K vašemu oku se pak odrazí pouze zbytek světelného spektra. Tím, že v odraženém světle chybí modrá složka, vidíme tedy teplou žlutou barvu.

Různé druhy zlatých slitin ve špercích

V čisté podobě je zlato příliš měkké pro každodenní nošení, proto se do něj přidává stříbro a měď. Tyto kovy dodávají materiálu potřebnou pevnost a jeho odstín se dá snadno upravovat poměrem obou přidaných kovů. Čím více mědi, tím je barva hřejivější. Velkou výhodou žlutého zlata je jeho stálost, protože nevyžaduje žádné povrchové úpravy, nebledne a velmi snadno se opravuje.

Bílé zlato se často používá ve spojení s elegantními bezbarvými diamanty, ve šperkařství je tedy tato slitina silně oblíbená. Žlutý tón se v tomto případě potlačuje přidáním palladia, niklu nebo manganu. Výsledný kov má však stále mírně nažloutlý nádech, a proto se šperky téměř vždy potahují vrstvou vzácného rhodia. Toto pokovení dává bílému zlatu zářivý lesk, ale časem se musí nutně ošoupat, takže vyžaduje pravidelnou obnovu. Bílé zlato, obohacené niklem může u některých lidí navíc vyvolávat alergické reakce, proto citlivější lidé raději volí hypoalergenní variantu s paladiem.

Známe také červené a růžové zlato, což jsou blízcí příbuzní. Červené zlato získává svou sytou barvu díky vysokému podílu mědi bez příměsi stříbra. Je velmi pevné, ale kvůli mědi může časem mírně tmavnout. Růžové zlato je jeho modernější a jemnější verzí, kde se k mědi přidává také stříbro, které výsledný tón zjemní. Tento odstín má navíc jednu výhodu - dobře ladí s jakýmkoli tónem pleti, a proto ho dnes využívají přední světoví výrobci šperků například na zásnubní prsteny nebo luxusní hodinky.

Exotické zlaté slitiny

Zelené zlato je vlastně jednou z nejstarších barevných specialit. V přírodě se vyskytuje jako přirozená slitina zlata a stříbra známá pod názvem elektrum, kterou lidé využívali už před třemi tisíci lety. Moderní zelené zlato má spíše jemný olivový nádech. V minulosti se do něj sice přidávalo toxické kadmium pro zesílení zeleného efektu, od toho se ovšem brzy upustilo, a dnes se tento kov objevuje zřídka, převážně jako exotický akcent u šperků s motivem rostlin (listů).

Dobrou alternativou k opotřebení náchylnému bílému zlatu je zlato šedé. Vzniká spojením zlata a palladia a jeho hlavní výhoda spočívá v tom, že nepotřebuje žádné rhodiové pokovení, protože jeho ušlechtilá šedá barva se nikdy neošoupe. Palladium je ovšem drahý kov, což tuto variantu automaticky posouvá do vyšší cenové kategorie. Šedé zlato je sice méně rozšířené, ale klenotníci ho mají rádi. Drží na něm totiž dobře emailová vrstva, takže se dá využít pro různé exotické šperky.

Další barevnou variantou je černé zlato. Ve skutečnosti nejde o samostatnou slitinu, ale o kosmetický trik. Pravé černé zlato neexistuje a tmavého vzhledu se dosahuje povrchovou úpravou běžného žlutého nebo bílého zlata pomocí černého rhodia a rutenia. Výsledný efekt v kombinaci se světlými kameny vypadá mimořádně zajímavě - ale i u černého zlata platí, že povrchová vrstva se časem stírá. To platí hlavně u hodně mechanicky namáhaných objektů, například prstenů. Proto se černé zlato doporučuje spíše pro výrobu náušnic nebo přívěsků, podobně jako některé měkčí drahokamy.

Nejspíš nejexotičtější slitinou je fialové a modré zlato. Fialové zlato vzniká spojením zlata a hliníku, což vytváří nádherný fialový odstín. Tento materiál je však křehký jako sklo, nelze ho ohýbat, pájet ani upravovat jeho velikost, takže se ve šperkařství nepoužívá na samotné tělo šperků, ale brousí se a vsazuje do klasického zlata namísto drahokamu.

Podobně náchylné a vzácné je i modré zlato, které se získává spojením s indiem, galliem nebo železem. Vytvořit plnohodnotný prsten z modrého zlata pro každodenní nošení je prakticky nemožné kvůli extrémní křehkosti materiálu. Nejzářivější modré odstíny jsou navíc často jen výsledkem povrchové oxidace.

^{Zdroje: Hussong, L., Mikhailovsky, A. A., & Petrich, J. W. (2015). Copper and silver carbene complexy bez heteroatomové stabilizace: struktura, spektroskopie a relativistické efekty. Angewandte Chemie International Edition, 54(46), 13734–13738. Odkaz, Einsteins Relativitätstheorie erklärt fundamentale Eigenschaften von Gold, Odkaz, Hussong, L., & others. (2001). Experimental and theoretical study of the electronic structure of AuAl₂. Journal of Luminescence, 95(2), 123–134}.