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金は化学元素であり、化学記号はAu (ラテン語のaurumに由来)、原子番号は79 です。純粋な状態では、明るい金属光沢の黄色で、密度が高く、柔らかく、展性があり、延性があります。化学的には、金は遷移金属であり、11 族元素であり、貴金属の 1 つです。反応性の低い化学元素の 1 つであり、反応性系列では 2 番目に低く、プラチナだけがそれよりも反応性が低いとされています。[ 10 ]金は標準状態では固体です。
金は、岩石、鉱脈、沖積鉱床などに、塊状または粒状の遊離元素（天然状態）として産出することが多い。また、天然元素である銀との固溶体（エレクトラムなど）として産出したり、銅、白金、パラジウムなどの他の金属と自然に合金化したり、黄鉄鉱などの鉱物包有物として産出することもある。さらに稀なケースとして、テルルとの化合物（金テルル化物）として鉱物中に存在することもある。
金はほとんどの酸に対して耐性がありますが、王水（硝酸と塩酸の混合物）には溶解し、可溶性のテトラクロロ金酸アニオンを形成します。金は硝酸単独では溶解しません。硝酸は銀や卑金属を溶解する性質があり、この性質は金の精製や金属物質中の金の存在を確認するために古くから利用され、「酸性試験」という用語の由来となっています。金はシアン化物のアルカリ溶液に溶解し、これは鉱業や電気めっきに使用されます。金は水銀にも溶解し、アマルガム合金を形成しますが、金は単に溶質として作用するため、これは化学反応ではありません。
銀[ 11 ] [ 12 ]（プラチナの30倍は多いが）[ 13 ]と比較すると比較的希少な元素である金は、記録された歴史を通じて貨幣、宝飾品、その他の芸術作品に使用されてきた貴金属である。過去には、金本位制が金融政策としてしばしば実施された。1930年代にはほとんどの金貨が流通通貨として鋳造されなくなり、1971年のニクソンショック政策の後、世界の金本位制は放棄され、不換通貨制度となった。
2023年の世界最大の金生産国は中国で、次いでロシアとオーストラリアでした。[ 14 ] 2020年現在地上には合計約 201,296トンの金が存在する。 [ 15 ]この金をすべて集めて立方体にすると、各辺の長さは21.7 メートル (71フィート)になる。新たに生産される金の世界消費量は、宝飾品に約 50%、投資に 40% 、工業に 10% である。[ 16 ]金は展延性、延性、腐食やその他のほとんどの化学反応に対する耐性、電気伝導性が高いため、あらゆる種類のコンピュータ機器の耐腐食性電気コネクタ(主な工業用途)に引き続き使用されている。金は赤外線遮蔽、着色ガラスの製造、金箔、歯の修復にも使用されている。オーラノフィンは、関節リウマチの治療に使用される金含有薬である。
金は多くのゲルマン語派の類似語と同源で、ゲルマン祖語* gulþąを経てインド・ヨーロッパ祖語* ǵʰelh₃- '輝く、光る、黄色または緑色である'に由来する。[ 17 ] [ 18 ]
記号Auはラテン語のaurum「金」に由来します。[ 19 ] aurumのインド・ヨーロッパ祖語の祖先は*h₂é-h₂us-o-で、「輝き」を意味します。この単語は、ラテン語のaurora「夜明け」の祖先である*h₂éu̯sōsと同じ語根(インド・ヨーロッパ祖語*h₂u̯es- 「夜明けへ」 )から派生しています。[ 20 ]この語源的関係が、科学出版物でaurum が「輝く夜明け」を意味すると頻繁に主張される理由であると考えられます。[ 21 ]
金は最も展延性に優れた金属です。単原子幅のワイヤーに引き伸ばすことができ、破断する前にかなり伸ばすことができます。[ 22 ]このようなナノワイヤーは、転位や結晶双晶の形成、再配向、移動によって歪み、目立った硬化は見られません。[ 23 ] 1グラムの金は1平方メートル（11平方フィート）のシートに、1オンスの金は28平方メートル（300平方フィート）のシートに打ち延ばすことができます。金箔は半透明になるほど薄く打ち延ばすことができます。金を透過した光は緑がかった青色に見えます。これは、金が黄色と赤色を強く反射するためです。[ 24 ]このような半透明のシートは赤外線も強く反射するため、耐熱スーツのバイザーや宇宙服のサンバイザーの赤外線（放射熱）シールドとして役立ちます。[ 25 ]金は熱と電気の良導体です。
金の密度は19.3 g/cm³で、タングステンの19.25 g/cm³とほぼ同じです。そのため、タングステンは金塊の偽造に用いられてきました。例えば、タングステン棒に金メッキを施すといった方法です。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]比較すると、鉛の密度は11.34 g/cm³ 、最も密度の高い元素であるオスミウムの密度は 22.588 ± 0.015 g/cm 3。[ 30 ]
ほとんどの金属は灰色または銀白色ですが、金はわずかに赤みがかった黄色です。[ 31 ]この色は相対論的量子化学のよく知られた例です。理論計算に相対性を含めると、5d-6s バンドギャップが大幅に減少し、これが黄色の原因と考えられていますが、2004 年現在、相対論的ケースと非相対論的ケースの吸収スペクトルの完全な比較は行われていません。[ 32 ]同様の効果により、金属セシウムは金色になります。
一般的な色の金合金には、銅を添加することで作られる特徴的な18カラットのローズゴールドがあります。パラジウムやニッケルを含む合金も、ホワイトゴールド合金を作るため、商業用ジュエリーでは重要です。14カラットの金銅合金は、特定のブロンズ合金とほぼ同じ色をしており、どちらも警察バッジなどの製造に使用できます。銀のみを含む14カラットと18カラットの金合金は緑がかった黄色に見え、グリーンゴールドと呼ばれます。ブルーゴールドは鉄との合金化によって、パープルゴールドはアルミニウムとの合金化によって作ることができます。あまり一般的ではありませんが、マンガン、インジウム、その他の元素を添加することで、さまざまな用途に適したより珍しい色の金を作ることができます。[ 33 ]
電子顕微鏡学者が使用するコロイド金は、粒子が小さい場合は赤色で、粒子が大きい場合は青色です。[ 34 ]
金には安定同位体が1つしか存在しない。197金は、天然に存在する唯一の同位体であるAuであり、そのため単核種かつ単同位体元素である。36種類の放射性同位体が合成されており、原子量は169から205までである。これらのうち最も安定なのは195である。半減期が186.1日のAu。最も不安定なのは171である。197 未満の原子質量を持つ金の放射性同位体のほとんどは、陽子放出、α 崩壊、β + 崩壊のいずれかの組み合わせによって崩壊します。例外は195です。電子捕獲によって崩壊するAuと196Au は、最も頻繁に電子捕獲 (93%) によって崩壊し、 β −崩壊経路はわずか(7%) である。[ 35 ]原子質量が 197 を超える金の放射性同位体はすべて β −崩壊によって崩壊する。[ 36 ]
少なくとも32個の核異性体も特徴付けられており、原子量は170から200の範囲である。その範囲内では、わずか178個しかAu、180Au、181Au、182Au、および188Auには異性体は存在しない。金の最も安定な異性体は198m2である。半減期が2.27日の金。金の最も不安定な異性体は177m2である。半減期がわずか7 ナノ秒のAu。184m1Auには 3 つの崩壊経路があります: β +崩壊、異性体遷移、およびアルファ崩壊。他の金の異性体または同位体には 3 つの崩壊経路はありません。[ 36 ]
鉛などのより一般的な元素から金を生成できる可能性は、長い間人類の探求の対象であり、古代および中世の錬金術はしばしばそれに焦点を当てていました。しかし、化学元素の変換は、20 世紀に原子核物理学が理解されるまで可能になりませんでした。金の最初の合成は、日本の物理学者長岡半太郎によって行われ、彼は1924 年に中性子照射によって水銀から金を合成しました。[ 37 ]長岡の以前の研究を知らないアメリカのチームは、1941 年に同じ実験を行い、同じ結果を達成し、それによって生成された金の同位体がすべて放射性であることを示しました。[ 38 ] 1980 年に、グレン・シーボーグはローレンス・バークレー研究所で数千個のビスマス原子を金に変換しました。[ 39 ] [ 40 ]金は原子炉で製造できるが、それは非常に非現実的であり、生産される金の価値をはるかに上回るコストがかかるだろう。[ 41 ]
金は貴金属の中で最も高貴な金属であるが、[ 42 ] [ 43 ]多様な化合物を形成する。金の化合物中の酸化状態は-1から+5までであるが、Au(I)とAu(III)がその化学を支配している。金(I)は第一金イオンと呼ばれ、チオエーテル、チオラート、有機ホスフィンなどの軟らかい配位子を持つ最も一般的な酸化状態である。Au(I)化合物は通常直線状である。良い例はAu(CN) −2で、これは採掘で遭遇する金の可溶性形態である。AuClなどの二元金ハロゲン化物はジグザグポリマー鎖を形成し、ここでもAuにおける直線配位が特徴である。金をベースとした医薬品のほとんどはAu(I)誘導体である。[ 44 ]
Au(III)（金イオンとも呼ばれる）は一般的な酸化状態であり、塩化金(III) Au 2 Cl 6で代表される。Au(III) 錯体中の金原子中心は、他の d 8化合物と同様に、通常は正方形平面構造であり、共有結合とイオン結合の両方の性質を持つ化学結合を有する。塩化金(I,III)も知られており、混合原子価錯体の例として挙げられる。
金はどの温度でも酸素と反応せず[ 45 ]、100 ℃まではオゾンによる攻撃にも耐性がある[ 46 ]。
遊離ハロゲンの中には、対応する金ハロゲン化物を形成するものもある。[ 47 ]金は鈍い赤色の熱でフッ素に強く攻撃され[ 48 ] 、フッ化金(III) AuF 3を形成する。粉末状の金は 180 °C で塩素と反応して塩化金(III) AuCl 3を形成する。[ 49 ]金は140 °C で臭素と反応して臭化金(III) AuBr 3と臭化金(I) AuBrの組み合わせを形成するが、ヨウ素とは非常にゆっくりと反応してヨウ化金(I) AuIを形成する。
金は硫黄と直接反応しないが[ 50 ] 、硫化水素を塩化金(III)または塩化金酸の希薄溶液に通すことで硫化金(III)を作ることができる。
硫黄とは異なり、リンは高温で金と直接反応してリン化金（Au 2 P 3）を生成する。[ 51 ]
金は室温で水銀に容易に溶解してアマルガムを形成し、高温では他の多くの金属と合金を形成します。これらの合金は、硬度やその他の冶金学的特性を変化させたり、融点を制御したり、珍しい色を作り出したりするために製造できます。[ 33 ]
金はほとんどの酸の影響を受けません。フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸とは反応しません。セレン酸とは反応し、硝酸と塩酸の1:3混合液である王水に溶解します。硝酸は金を+3価のイオンに酸化しますが、その量はごくわずかで、反応の化学平衡のため、純粋な酸では通常検出できません。しかし、塩酸によってイオンが平衡から取り除かれ、AuCl⁻⁴⁻イオン、すなわち塩化金酸が生成され、それによってさらに酸化が進みます。
金はほとんどの塩基の影響を受けない。水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液、固体、溶融状態とは反応しない。しかし、酸素が存在するアルカリ 性条件下では、シアン化ナトリウムやシアン化カリウムと反応して可溶性の錯体を形成する。[ 50 ]
金の一般的な酸化状態には、+1（金(I)または金化合物）と+3（金(III)または金化合物）があります。溶液中の金イオンは、還元剤として他の金属を加えることで容易に還元され、金属として沈殿します。加えられた金属は酸化されて溶解し、金は溶液から置換されて固体沈殿物として回収されます。
金のあまり一般的でない酸化状態としては、−1、+2、+5などがある。
−1 の酸化状態は、Au −アニオンを含む化合物であるオーリドで発生します。たとえば、セシウムオーリド(CsAu) は、塩化セシウムのモチーフで結晶化します。 [ 52 ]ルビジウム、カリウム、テトラメチルアンモニウムのオーリドも知られています。[ 53 ]金は、222.8 kJ/mol で、あらゆる金属の中で最も高い電子親和力を持つため、 Au −は安定な種であり、[ 54 ]ハロゲン化物に類似しています。
金は、チタンテトラオーライドや類似のジルコニウムおよびハフニウム化合物など、第4族遷移金属との共有結合錯体においても-1の酸化状態をとる。これらの化学物質は、チタン(IV)水素化物と同様の方法で金架橋二量体を形成すると予想される。[ 55 ]
金(II)化合物は通常、[ Au(CH 2 ) 2 P(C 6 H 5 ) 2 ] 2 Cl 2のような Au–Au 結合を持つ反磁性体である。濃H 2 SO 4中のAu(OH) 3溶液を蒸発させると、硫酸金(II) Au 2 (SO 4 ) 2の赤い結晶が得られる。当初は混合原子価化合物と考えられていたが、よりよく知られている水銀(I)イオンHg 2+ 2に類似したAu 4+ 2カチオンを含むことが示されている。[ 56 ] [ 57 ]キセノンを配位子として含む金(II)錯体であるテトラキセノノ金(II)カチオンは、 [ AuXe 4 ](Sb 2 F 11 ) 2に存在する。[ 58 ] 2023年9月、結晶構造中にAu 3+とAu 2+カチオンからなる新しいタイプの金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料が発見された。[ 59 ]これは通常の条件下で予想外に安定していることが示された。
五フッ化金は、その誘導体アニオンであるAuF − 6およびその二フッ素錯体である七フッ化金とともに、確認されている最高酸化状態である金(V)の唯一の例である。[ 60 ]
金化合物の中には、金イオンが従来のAu-Au結合よりも長い距離で相互作用するものの、ファンデルワールス結合よりも短い距離で相互作用する傾向を示すものがある。この相互作用の強さは、水素結合に匹敵すると推定されている。
明確に定義されたクラスター化合物は数多く存在する。[ 53 ]場合によっては、金は部分的な酸化状態を持つ。代表的な例として、八面体種{Au( P(C6H5 ) 3 ) } 2+ 6が挙げられる。
宇宙における金は、いくつかの宇宙プロセスによって生成され、太陽系が形成された塵の中に存在していました。[ 61 ]科学者たちは、金の生成の主な宇宙起源として、超新星核合成、中性子星の衝突、[ 62 ]およびマグネターフレアの3つを特定しました。
これら3つの発生源はすべて、鉄よりも重い元素を形成するr過程（高速中性子捕獲）と呼ばれる過程に関係している。[ 63 ]数十年間、科学者たちは超新星核合成が金形成の主要なメカニズムであると信じていた。最近の研究では、中性子星の衝突がr過程を通じてかなりの量の金を生成することが示されている。 [ 64 ]
2017年8月、 GW170817中性子星合体イベント中に、金を含む重元素の分光学的特徴が電磁波観測所によって直接観測された。 [ 65 ]これは、長年間接的にしか検出されていなかった中性子星合体が金の供給源であることを裏付けた。[ 66 ]この単一のイベントで3～13地球質量の金が生成され、中性子星合体は宇宙のこの元素の大部分を説明するのに十分な量の金を生成する可能性があることを示唆している。[ 67 ]
しかし、中性子星の合体だけでは、特に古い星における宇宙の金すべてを説明することはできません。なぜなら、これらの合体は銀河の歴史の比較的後期に起こり、頻度が低い（約10万年に1回）からです。[ 68 ]このため、宇宙初期に形成された星に金が存在することを説明する際に、タイミングのパラドックスが生じました。
2025年、研究者たちは、マグネター（強い磁気を持つ中性子星）からの巨大なフレアも金の生成の重要な源であることを確認することで、このパラドックスを解決しました。[ 69 ] 2004年のマグネターフレアの分析では、これらの現象が中性子星の合体と同じr過程によって重元素を生成することが示されました。1回のマグネターフレアで生成される重元素の量は、火星の質量を超えることがあります。[ 70 ]マグネターは宇宙の歴史の初期に存在し、中性子星の合体よりも頻繁にフレアを起こすため、古い星に金が存在する理由を説明するのに役立ちます。科学者たちは、マグネターフレアが、金を含む銀河系内の鉄より重いすべての元素の約1～10%を占める可能性があると推定しています。[ 71 ]
地球は形成時に溶融状態であったため、初期の地球に存在した金のほぼ全ては惑星の核に沈んだと考えられます。したがって、あるモデルで仮説されているように、地球の地殻とマントルにある金のほとんどは、約40億年前の後期重爆撃期に小惑星の衝突によって地球にもたらされたと考えられています。[ 72 ] [ 73 ]
人間が採掘できる金は、ある事例では特定の小惑星の衝突と関連付けられています。20億2000万年前にフレデフォート衝突構造を形成した小惑星は、南アフリカのウィットウォーターズランド盆地に地球上で最も豊富な金鉱床をもたらしたとよく言われています。[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]しかし、このシナリオは現在疑問視されています。金を含むウィットウォーターズランドの岩石は、フレデフォート衝突の7億年から9億5000万年前に堆積しました。 [ 78 ] [ 79 ]さらに、これらの金を含む岩石は、隕石が衝突する前に厚いベンタースドルプ溶岩層とトランスバール超層群の岩石で覆われていたため、金は実際には小惑星/隕石で運ばれてきたわけではありません。しかし、フレデフォート衝突がもたらしたものは、ウィットウォーターズランド盆地を歪ませ、金を含む岩石が、隕石衝突によってできた直径300km （190マイル）のクレーターの縁のすぐ内側、ヨハネスブルグの現在の浸食面まで運ばれてきたことだった。1886年の鉱床の発見がウィットウォーターズランド・ゴールドラッシュを引き起こした。現在地球上に存在する金の約22%は、これらのウィットウォーターズランドの岩石から採掘されたものである。[ 79 ]
地球上の金の大部分は、微惑星がマントルを形成した当初から地球に取り込まれたと考えられている。2017年、国際的な科学者グループは、アルゼンチンのパタゴニアにあるデセアド山塊での発見によって証明されるように、金は「地球の最も深い領域、つまりマントルから地球の表面にやってきた」ことを明らかにした。[ 80 ] [ 81 ]
地球上では、金は先カンブリア時代以降に形成された岩石中の鉱石として発見される。[ 82 ]金は、通常、銀との金属固溶体（すなわち、金/銀合金）として、自然金属として産出されることが多い。このような合金の銀含有量は通常8～10%である。エレクトラムは、銀を20%以上含む元素金であり、一般的にホワイトゴールドとして知られている。エレクトラムの色は、銀含有量に応じて、金銀色から銀色まで変化する。銀の含有量が多いほど、比重は低くなる。
自然金は、岩石中に埋め込まれた非常に小さな粒子から微細な粒子として存在し、しばしば石英や「愚者の金」（黄鉄鉱）などの硫化物鉱物と共存します。[ 83 ]これらは鉱脈鉱床と呼ばれます。自然状態の金属は、岩石から浸食されて沖積鉱床（砂鉱床）に堆積した、遊離の薄片、粒、またはより大きな塊の形でも見つかります。[ 82 ]このような遊離金は、付随する鉱物の酸化とそれに続く風化、および塵が小川や川に洗い流されてそこに集まり、水の作用によって溶着して塊を形成するため、金を含む鉱脈の露出した表面で常に豊富になります。
金は、テルルと結合して、カラベライト、クレネライト、ナジャジャイト、ペッツァイト、シルバナイトなどの鉱物 として産出する（テルル化物鉱物を参照）。また、まれにビスマス化物であるマルドナイト（Au 2 Bi）やアンチモン化物であるオーロスティバイト（AuSb 2 ）としても産出する。金は、銅、鉛、水銀とのまれな合金としても産出する。オーリキュプライド（Cu 3 Au）、ノボドネプライト（AuPb 3）、ウェイシャナイト（（Au,Ag）3 Hg 2 ）などの鉱物である。
2004年の研究論文では、微生物が金鉱床の形成において重要な役割を果たし、金を運搬・沈殿させて砂粒や塊を形成し、それが沖積鉱床に集積する可能性があることが示唆されている。[ 84 ]
2013年の研究では、断層内の水が地震時に蒸発し、金が沈殿すると主張されています。地震が発生すると、断層に沿って移動します。水はしばしば断層を潤滑し、亀裂や段差を埋めます。地表から約10キロメートル（6.2マイル）下の非常に高い温度と圧力の下で、水は二酸化炭素、シリカ、金を高濃度で運んでいます。地震が発生すると、断層の段差が突然広がります。空洞内の水は瞬時に蒸発して蒸気になり、鉱物石英を形成するシリカと金を流体から押し出して近くの表面に押し出します。[ 85 ]
世界の海洋には金が含まれています。大西洋と北東太平洋で測定された金の濃度は 50～150フェムトモル/L、つまり 10兆分の 10～30 (約 10～30 g/km 3 ) です。一般的に、南大西洋と中央太平洋のサンプルの金の濃度は同じ (約 50 フェムトモル/L) ですが、確実性は低くなっています。地中海の深層水には、風で運ばれた塵や川の影響で、わずかに高い濃度の金 (100～150 フェムトモル/L) が含まれています。10 兆分の 10 の濃度であれば、地球の海洋には 15,000 トンの金が含まれていることになります。[ 86 ]これらの数値は、1988 年以前の文献で報告された数値よりも 3 桁低い値であり、以前のデータに汚染の問題があったことを示しています。
海水から金を経済的に回収できると主張する人は数多くいるが、それは間違いか、意図的な詐欺行為であった。1890年代にはプレスコット・ジャーネガンが米国で海水から金を回収する詐欺を働き、1900年代初頭にはイギリスの詐欺師も同様の詐欺を行った。 [ 87 ]フリッツ・ハーバーは第一次世界大戦後のドイツの賠償金支払いを支援するため、海水からの金の抽出に関する研究を行った。[ 88 ]海水中の金の含有量が2～64ppbと公表されていることから、商業的に成功する抽出が可能と思われた。しかし、4,000の水サンプルを分析した結果、平均0.004ppbという値が得られ、抽出は不可能であることが明らかになり、彼はプロジェクトを中止した。[ 89 ]
人類が使用した最古の金属は金であると思われる。スペインの洞窟では、紀元前4万年頃の後期旧石器時代に使用された少量の天然金が発見されている。[ 91 ]
世界最古の金製品はブルガリアのもので、紀元前5千年紀に遡るもので、ヴァルナ湖と黒海沿岸近くのヴァルナ墓地で発見されたものなどがこれにあたり、歴史上最も古い「年代が明確な」金製品の発見例と考えられている。[ 92 ] [ 82 ] [ 93 ]
金製品は、おそらく王朝以前の時代の初め、紀元前5千年紀末から4千年紀初めにかけて古代エジプトに出現し、製錬は4千年紀の間に発展した。金製品は、4千年紀初期のメソポタミア南部の考古学にも出現している。[ 94 ] 1990年現在、ヨルダン川西岸の紀元前4千年紀のワディ・カナ洞窟墓地で発見された金製品は、レバント地方で最古のものであった。[ 95 ]金の帽子やネブラ円盤などの金製品は、紀元前2千年紀の青銅器時代から中央ヨーロッパに出現した。
黒海の南東の隅での金の採掘はミダスの時代に遡ると言われており、この金は紀元前610年頃のリディアにおけるおそらく世界最古の貨幣制度の確立に重要な役割を果たした。 [ 96 ]
1324年にマリ帝国を統治したマンサ・ムーサは、 1324年7月にメッカへの巡礼（ハッジ）を行った際、数千人と100頭近いラクダを含むラクダ隊を伴っていたと伝えられている。彼はそこで大量の金をばらまいたため、エジプトでは10年以上にわたって金の価格が下落し、高インフレを引き起こした。[ 97 ]
アメリカ大陸のヨーロッパ人の探検は、特にメソアメリカ、ペルー、エクアドル、コロンビアの先住民が金の装飾品を豊富に身につけていたという報告によって少なからず促進された。アステカ人は金を神々の産物とみなし、文字通り「神の排泄物」（ナワトル語でテオクイトラトル）と呼んでいた。モクテスマ2世が殺害された後、この金のほとんどがスペインに送られた。[ 99 ]しかし、北アメリカの先住民にとって金は役に立たないものとみなされ、黒曜石、火打石、粘板岩など、自分たちの用途に直接関係する他の鉱物にずっと大きな価値を見出していた。[ 100 ]
近世初期から、西アフリカのヨーロッパ人の探検と植民地化は、主にこの地域の金鉱床の報告によって推進され、最終的にヨーロッパ人はこの地域を「黄金海岸」と呼ぶようになった。[ 101 ] 15世紀後半から19世紀初頭にかけて、この地域のヨーロッパ人の貿易は、象牙や奴隷とともに、主に金に集中していた。[ 102 ]西アフリカの金貿易はアシャンティ帝国が支配しており、当初はポルトガル人と貿易していたが、その後、イギリス、フランス、スペイン、デンマークの商人とも貿易するようになった。[ 103 ]西アフリカの金鉱床の支配権を確保したいというイギリスの願望は、19世紀後半の英アシャンティ戦争に影響を与え、アシャンティ帝国はイギリスに併合された。[ 104 ]
錬金術師たちの主な目標の一つは、鉛などの他の物質から金を作り出すことだった。おそらく、賢者の石 と呼ばれる伝説上の物質との相互作用によって。金を作ろうとする試みは、錬金術師たちに物質で何ができるかを体系的に発見させることにつながり、これが今日の化学の基礎を築いた。今日の化学は、核変換を用いて（非経済的ではあるが）金を作り出すことができる。[ 105 ]
米国地質調査所によると、2016年には約57億2600万トロイオンス（17万8100トン）の金が確認されており、そのうち85%が現在も使用されている。[ 106 ]
1880年代以降、南アフリカは世界の金供給量の大部分を占めており、現在計上されている金の約22%は南アフリカ産である。1970年の生産量は世界の供給量の79%、約1,480トンであった。2007年には中国（276トン）が南アフリカを抜いて世界最大の金生産国となり、南アフリカが世界最大の生産国でなくなったのは1905年以来初めてのことだった。[ 107 ]
2023年、中国は世界最大の金採掘国であり、次いでロシア、オーストラリア、カナダ、米国、ガーナの順であった。[ 14 ]
南米では、物議を醸しているパスクア・ラマ計画が、チリとアルゼンチンの国境にあるアタカマ砂漠の高山地帯の豊かな油田開発を目指している。
年間の世界の金生産量の最大4分の1が、零細または小規模な採掘に由来すると推定されている。[ 108 ] [ 109 ] [ 110 ]
南アフリカにあるヨハネスブルグ市は、記録に残る歴史上最大級の天然金鉱床の発見につながったウィットウォーターズランド・ゴールドラッシュの結果として設立されました。金鉱床は、ウィットウォーターズランド盆地の北端と北西端に限定されています。ウィットウォーターズランド盆地は、フリーステート州、ハウテン州、および周辺州のほとんどの場所の地下深くにある、厚さ5～7 km（3.1～4.3マイル）の始生代の岩石層です。[ 111 ]これらのウィットウォーターズランドの岩石は、ヨハネスブルグ市内とその周辺のウィットウォーターズランドの地表に露出していますが、ヨハネスブルグの南東と南西の孤立した地域や、ウィットウォーターズランド盆地の中心近くにあるフレデフォート・ドーム周辺の弧状の地域にも露出しています。 [ 78 ] [ 111 ]これらの地表露出部から盆地は大きく傾斜しており、採掘の一部は深さ約4,000 m (13,000フィート)で行われる必要があり、特にヨハネスブルグの南西にあるサヴカ鉱山とタウトナ鉱山は、地球上で最も深い鉱山となっている。金は、北と北西からの始生代の河川が広範囲にわたる小石の網状河川デルタを形成し、その後「ウィットウォーターズランド海」に流れ込み、残りのウィットウォーターズランド堆積物が堆積した 6 つの地域でのみ発見されている。[ 111 ]
1899年から1901年にかけてイギリス帝国とアフリカーナー・ボーア人の間で起こった第二次ボーア戦争は、少なくとも部分的には、南アフリカにおける鉱山労働者の権利と金鉱資源の所有権をめぐる争いが原因であった。
19世紀には、大規模な金鉱床が発見されるたびにゴールドラッシュが起こった。米国で最初に記録された金の発見は、1803年にノースカロライナ州ジョージビル近郊のリード金鉱山であった。 [ 112 ]米国で最初の大規模な金鉱脈は、ジョージア州北部のダロネガという小さな町で発見された。[ 113 ]その後、カリフォルニア、コロラド、ブラックヒルズ、ニュージーランドのオタゴ、オーストラリア各地、南アフリカのウィットウォーターズランド、カナダのクロンダイクでもゴールドラッシュが起こった。
金の採掘は、大規模で採掘しやすい鉱床で最も経済的です。鉱石の品位が0.5ppm程度でも 採算が取れる場合があります。露天掘り鉱山における一般的な鉱石品位は1～ 5ppmですが、地下鉱山や硬岩鉱山では通常3ppm以上です。金が肉眼で見えるようになるには通常30ppm 以上の鉱石品位が必要となるため、ほとんどの金鉱山では金は目に見えません。
2007年の金採掘および抽出の平均コストは1トロイオンスあたり約317ドル（2025年換算で492ドル）でしたが、これは採掘の種類や鉱石の品質によって大きく変動する可能性があります。世界の鉱山生産量は2,471.1トンでした。[ 115 ]
金は、最初の生産後、電気分解に基づくウォールウィル法、または溶融状態での塩素化であるミラー法によって工業的に精製されることが多い。ウォールウィル法はより高い純度をもたらすが、より複雑であり、小規模な設備でのみ適用される。[ 116 ] [ 117 ]少量の金を分析および精製するその他の方法には、分割および四分法、ならびに王水への金の溶解に基づく精錬法であるキュペレーションがある。[ 118 ]
1997年には、リサイクルされた金が市場に供給された2700トンの金の約20%を占めた。[ 119 ]ジェネレーション・コレクションなどのジュエリー会社やデルなどのコンピューター会社がリサイクルを行っている。[ 120 ]
2020年現在、金1キログラムの採掘で発生する二酸化炭素CO2は16トンであり、金1キログラムのリサイクルでは53キログラムのCO2換算量が発生する。2020年現在、世界の金供給量の約30％は採掘されずにリサイクルされている。[ 121 ]
低品位の金鉱石には金が1 ppm未満しか含まれていない場合があります。このような鉱石は粉砕され、金を溶解するためにシアン化ナトリウムと混合されます。シアン化物は非常に毒性の強い化学物質で、微量でも生物を死に至らしめる可能性があります。先進国と発展途上国の両方で、金鉱山からのシアン化物流出事故[ 125 ]が多数発生し、影響を受けた河川の広範囲で水生生物が死滅しました。環境保護主義者は、これらの出来事を重大な環境災害とみなしています。[ 126 ] [ 127 ] 1 トロイオンスの金を生産するために、最大 30 トンの使用済み鉱石が廃棄物として投棄されることがあります。[ 128 ]金鉱石の投棄場は、カドミウム、鉛、亜鉛、銅、ヒ素、セレン、水銀などの多くの重元素の発生源です。これらの鉱石堆積場にある硫化物を含む鉱物が空気や水にさらされると、硫化物は硫酸に変化し、硫酸がこれらの重金属を溶解して、地表水や地下水への移行を促進します。このプロセスは酸性鉱山排水と呼ばれます。これらの金鉱石堆積場には、長期にわたる非常に危険な廃棄物が含まれています。[ 128 ]
かつては鉱石から金を回収するために水銀を使用することが一般的でしたが、今日では水銀の使用は主に小規模な個人鉱夫に限られています。[ 129 ]微量の水銀化合物が水域に到達し、重金属汚染を引き起こす可能性があります。水銀はメチル水銀の形で人間の食物連鎖に入り込む可能性があります。人間の水銀中毒は深刻な脳損傷を引き起こす可能性があります。[ 130 ]
金の採掘はエネルギー集約型の産業でもあり、深い鉱山から鉱石を採掘し、大量の鉱石を粉砕してさらに化学抽出を行うには、金1グラムあたり約25kWhの電力が必要となる。 [ 131 ]
金は世界中で貨幣として広く使用されており、効率的な間接交換（物々交換とは対照的に）や富の貯蔵に用いられてきました。[ 132 ]交換目的で、造幣局は標準化された金地金コイン、延べ棒、および一定の重量と純度を持つその他の単位を製造しています。
金を含む最初の既知の硬貨は、紀元前600年頃、小アジアのリディアで鋳造された。[ 96 ]ホメロスの生前と生前のギリシャ史の時代に使用されていたタレント金貨は、8.42グラムから8.75グラムの間であった。[ 133 ]銀の使用を優先していたヨーロッパ経済は、13世紀と14世紀に金貨の鋳造を再び貨幣として確立した。[ 134 ]
19世紀のほとんどの工業経済において、金本位制の流通通貨量には、金貨に換金可能な手形と、発行銀行で金貨に換金可能な金証券が加わった。第一次世界大戦に備え、交戦国は部分金本位制に移行し、戦費を賄うために自国通貨をインフレさせた。戦後、勝利国、特にイギリスは徐々に金兌換制を回復したが、為替手形による国際的な金の流れは依然として禁止されたままであり、国際的な金輸送は二国間貿易または戦争賠償金の支払いに限られていた。
第二次世界大戦後、金はブレトンウッズ体制に倣った固定為替レートで関連付けられた名目上兌換可能な通貨のシステムに取って代わられた。金本位制と通貨の金への直接兌換は、1971年に米国がドルを金に交換することを拒否したことを皮切りに、世界各国の政府によって放棄された。現在、法定通貨がほとんどの通貨としての役割を果たしている。スイスは通貨を金に連動させていた最後の国であり、これは1999年の国民投票によって終了した。[ 135 ]
中央銀行は流動準備金の一部を何らかの形で金として保有し続けており、ロンドン地金市場協会などの金属取引所は、先物契約を含む金建ての取引を今も決済している。今日、金の採掘量は減少している。[ 136 ] 20世紀の経済の急成長と外国為替の増加に伴い、世界の金準備とその取引市場は全市場のごく一部となり、通貨と金の固定為替レートは、金と金先物契約の変動価格に置き換えられた。金の在庫は年間わずか1～2%しか増加しないが、取り戻せないほど消費される金属はごくわずかである。地上の在庫は、現在の価格で何十年にもわたる工業用途や職人の用途を満たすことができる。
合金の金の含有率（純度）はカラット（k）で測定されます。純金（商業的にはファインゴールドと呼ばれる）は24カラットと表記され、24kと略されます。1526年から1930年代にかけて流通を目的としたイギリスの金貨は、硬度のためにクラウンゴールドと呼ばれる標準的な22k合金が一般的でした[ 137 ]（1837年以降に流通したアメリカの金貨には、0.900ファインゴールド、つまり21.6ktの合金が含まれています）。[ 138 ]
金はプラチナ族金属よりも通貨の基準として広く用いられてきたが、プラチナ族金属の価格は金よりもはるかに高い場合が多い。金は純粋さ、価値、王族、そして特にこれらの特性を兼ね備えた役割の象徴として用いられてきた。富と威信の象徴としての金は、トーマス・モアが著書『ユートピア』の中で嘲笑している。その架空の島では、金は非常に豊富にあるため、奴隷の鎖、食器、便座を作るのに使われている。他国の使節が派手な金の宝石やバッジを身に着けて到着すると、ユートピアの人々は彼らを卑しい召使いと勘違いし、代わりに最も質素な服装をした使節に敬意を表するのである。
金のISO 4217通貨コードは XAU です。[ 139 ]金の保有者の多くは、インフレやその他の経済混乱に対するヘッジとして、金を地金コインや地金バーの形で保管しています。全米経済研究所の論文では、金は長期（数世紀）にわたってはインフレヘッジとして信頼できる可能性があるが、実用的な時間スケールではそうではないことが分かりました。[ 140 ]投資や収集目的の現代の地金コインは、優れた機械的摩耗特性を必要としません。これらは通常 24 金の純金ですが、アメリカのゴールド イーグルとイギリスのゴールド ソブリンは歴史的伝統に従って 22 金 (0.92) で鋳造され続けており、1967 年に初めて発行された南アフリカのクルーガーランドも 22 金 (0.92) です。[ 141 ]
特別発行のカナダ金貨メイプルリーフは、地金型コインの中で最も純度の高い金を使用しており、純度は99.999%または0.99999です。一方、一般的な発行のカナダ金貨メイプルリーフは純度99.99%です。2006年、米国造幣局は純度99.99%のアメリカンバッファロー金貨の製造を開始しました。オーストラリア金貨カンガルーは、1986年にオーストラリア金塊として初めて鋳造されましたが、1989年に裏面のデザインが変更されました。その他の現代のコインには、オーストリアのウィーンフィルハーモニー地金型コインや中国の金パンダなどがあります。[ 142 ]
他の貴金属と同様に、金はトロイオンスとグラムで計量されます。合金中の金の割合はカラット（k）で表され、24カラット（24k）は純金（100%）で、カラット数が低いほど金の含有率は低くなります（18k = 75%）。金塊や金貨の純度は、0から1までの小数で表されることもあり、これは千分率純度と呼ばれ、例えば0.995はほぼ純金であることを示します。
金の価格は金およびデリバティブ市場での取引によって決定されますが、1919年9月に始まったロンドン金価格決定と呼ばれる手続きにより、業界に日々の基準価格が提供されています。午後の価格決定は、米国市場が開いているときに価格を提供するために1968年に導入されました。[ 143 ]
純金（24金）は、ジュエリーに使用するために他の金属と合金化されることが多く、その硬度と延性、融点、色、その他の特性が変化します。カラット数が低い合金、一般的には22金、18金、14金、10金には、銅、銀、その他の卑金属の割合が高くなります。[ 33 ]ニッケルは有毒であり、ニッケルホワイトゴールドからのニッケルの放出はヨーロッパの法律で規制されています。[ 33 ]パラジウム金合金は、ニッケルを使用したものよりも高価です。[ 144 ]高カラットのホワイトゴールド合金は、純銀やスターリングシルバーよりも腐食に強いですが、プラチナジュエリーほど腐食に強くはありません。日本の木目金工芸は、積層した色付き金合金の色のコントラストを利用して、装飾的な木目効果を生み出します。
金はんだは、高温の硬ろう付けまたはろう付けによって金製ジュエリーの部品を接合するために使用されます。作品が刻印品質である場合、金はんだ合金は作品の純度と一致させる必要があり、合金の配合はイエローゴールドとホワイトゴールドの色に合うように製造されます。金はんだは通常、イージー、ミディアム、ハードと呼ばれる少なくとも3つの融点範囲で製造されます。最初に硬くて融点の高いはんだを使用し、次に徐々に融点の低いはんだを使用することで、金細工師は複数の別々のはんだ付け接合部を持つ複雑な作品を組み立てることができます。金は糸に加工して刺繍にも使用できます。
新たに生産される金の世界的な消費量のわずか10%が産業に使われるだけであるが[ 16 ]、新たな金の最も重要な産業用途は、コンピューターやその他の電気機器の耐腐食性電気コネクタの製造である。例えば、世界金評議会によると、一般的な携帯電話には 約3ドル相当の金が50mg含まれている可能性がある。しかし、毎年約10億台の携帯電話が生産されているため、1台の携帯電話に含まれる金の価値が2.82米ドル（2025年換算で3ドル相当）だとすると、この用途だけで28億2000万米ドル（ 2025年換算で3,102,513,077ドル相当）の金が消費されることになる[ 145 ]。
金は遊離塩素によって侵食されるものの、その優れた導電性と、他の環境（非塩素酸に対する耐性を含む）での酸化や腐食に対する一般的な耐性により、電子時代において電気コネクタの薄膜コーティングとして広く産業的に使用され、良好な接続が確保されている。例えば、金はオーディオ、ビデオ、 USBケーブルなどの高価な電子ケーブルのコネクタに使用されている。これらの用途において、錫などの他のコネクタ金属よりも金を使用する利点については議論があり、金コネクタはほとんどの消費者にとって不要であり、単なるマーケティング戦略と見なされることが多いオーディオビジュアル専門家から批判されている。しかし、高湿度または腐食性雰囲気での電子摺動接点、および故障コストが非常に高い接点（特定のコンピュータ、通信機器、宇宙船、ジェット機エンジン）での使用など、他の用途における金の使用は依然として非常に一般的である。[ 146 ]
スライド式電気接点の他に、金は耐腐食性、電気伝導性、延性、無毒性のため電気接点にも使用されています。[ 147 ]スイッチ接点は一般的にスライド接点よりも激しい腐食応力にさらされます。細い金線は、ワイヤボンディングと呼ばれるプロセスによって半導体デバイスをパッケージに接続するために使用されます。
金金属中の自由電子の濃度は 5.91×10 22 cm −3です。[ 148 ]金は電気伝導性が非常に高く、高エネルギー用途の電気配線に使用されています(銀と銅だけが体積あたりの伝導性が金より高いですが、これら 3 種の中で腐食しないのは金だけです)。たとえば、マンハッタン計画の原子実験の一部では金の電線が使用されましたが、同計画のカルトロン同位体分離磁石では、大電流銀線が使用されました。
世界の金の現在把握されている量の16％と銀の22％が日本の電子技術に含まれていると推定されている。[ 149 ]
現在、現代医学において医薬品として使用されている金化合物は2種類（アウロチオマレートナトリウムとオーラノフィン）のみであり、抗炎症作用があるため、米国では関節炎やその他の類似疾患の治療に用いられている。これらの薬剤は、関節リウマチの痛みや腫れを軽減する手段として、また（歴史的には）結核や一部の寄生虫に対しても研究されてきた。[ 150 ] [ 151 ]
歴史的に、金属や金の化合物は長い間、薬用目的で使用されてきました。金は、通常は金属として、おそらく最も古くから投与されてきた薬であり（明らかにシャーマンの施術者によって）[ 151 ] 、ディオスコリデスにも知られています。[ 152 ] [ 153 ]中世には、金は健康に良いとよく考えられており、これほど希少で美しいものは健康に良いに違いないと信じられていました。
19世紀には、金は抗不安薬、神経障害の治療法として評判だった。うつ病、てんかん、片頭痛、無月経やインポテンスなどの腺疾患、そして特にアルコール依存症が治療された（キーリー、1897年）。[ 154 ]
この物質の実際の毒性に関する明らかな矛盾は、生理学における金の作用の理解に深刻なギャップがある可能性を示唆している。[ 155 ]元素（金属）金は体内で遭遇するすべての化学物質に対して不活性であるため（例えば、摂取した金は胃酸によって攻撃されない）、薬理学的価値があるのは金の塩と放射性同位体のみである。
金合金は、修復歯科、特に歯冠や永久ブリッジなどの歯の修復に用いられます。金合金のわずかな可鍛性により、他の歯との優れた咬合面を容易に形成でき、一般的にセラミッククラウンよりも満足のいく結果が得られます。切歯などの目立つ歯に金冠を使用することは、一部の文化では好まれますが、他の文化では推奨されません。
水中のコロイド金製剤（金ナノ粒子の懸濁液）は濃い赤色を呈し、塩化金をクエン酸イオンまたはアスコルビン酸イオンで還元することにより、数十ナノメートルまでの粒子サイズを厳密に制御して作製することができる。コロイド金は、医学、生物学、材料科学の研究用途に使用されている。免疫金標識法は、金粒子がタンパク質分子を表面に吸着する能力を利用している。特定の抗体でコーティングされたコロイド金粒子は、細胞表面上の抗原の存在と位置のプローブとして使用できる。[ 156 ]電子顕微鏡で観察した組織の超薄切片では、免疫金標識は抗原の位置に非常に密度の高い円形の斑点として現れる。[ 157 ]
金、または金とパラジウムの合金は、走査型電子顕微鏡で観察する生物試料やプラスチックやガラスなどの非導電性材料に導電性コーティングとして塗布されます。通常、アルゴンプラズマによるスパッタリングによって塗布されるこのコーティングは、この用途において3つの役割を果たします。金の非常に高い電気伝導性は電荷を地球に放電し、その非常に高い密度は電子ビーム中の電子の阻止能を提供し、電子ビームが試料に侵入する深さを制限するのに役立ちます。これにより、試料表面の位置と形状の明確さが向上し、画像の空間分解能が向上します。また、金は電子ビーム照射時に二次電子を大量に生成し、これらの低エネルギー電子は走査型電子顕微鏡で最も一般的に使用される信号源です。[ 158 ]
金198同位体（半減期2.7日）は、核医学、一部のがん治療、およびその他の疾患の治療に使用されます。 [ 159 ] [ 160 ]
金は食品に使用でき、E番号は175です。 [ 161 ]装飾目的で金箔、金片、または金粉として使用できます。金属金は一般的にすべての生体化学に対して不活性であると考えられているため、味はなく、栄養価もなく、体に変化を与えません。 [ 162 ] 2016年に欧州食品安全機関は、食品添加物としての金の再評価に関する意見を発表しました。懸念事項には、食品添加物に微量の金ナノ粒子が存在する可能性と、金ナノ粒子が試験管内で哺乳類細胞に対して遺伝毒性を示すことが実証されていることが含まれていました。[ 163 ]
金箔の装飾的な使用は、中世ヨーロッパの貴族の間で食べ物や飲み物の装飾として使われていたことに遡ります。[ 164 ]金箔や金片は今日でもお菓子や飲み物に使われています。[ 165 ]金箔は純金属でできた箔または金箔で、金を含むこともあり、[ 166 ]南アジア料理のお菓子の飾り付けに使われます。
ダンツィガー・ゴールドヴァッサー（英語: Goldwater）は、現在のポーランドのグダニスクとドイツのシュヴァーバッハで生産されている伝統的なドイツのハーブリキュール[ 167 ]で、金箔のフレークが含まれています。また、金箔のフレークを含む高価な（約1,000ドル、 2025年換算で1,501ドル相当）カクテルもあります。[ 162 ]
純粋な金属金（元素金）は、摂取しても無毒で刺激性もありません[ 173 ] 。また、金箔の形で食品の装飾として使用されることもあります[ 174 ]。金属金は、アルコール飲料のGoldschläger、Gold Strike、Goldwasserの成分でもあります。金属金は、EUでは食品添加物として承認されています（コーデックス委員会のE175）。金イオンは毒性がありますが、金属金が食品添加物として認められているのは、比較的化学的に不活性であり、人体内で遭遇する可能性のある既知の化学プロセスによって腐食されたり、可溶性塩（金化合物）に変化したりしないためです。
塩化金などの可溶性化合物（金塩）は肝臓や腎臓に毒性があります。金めっきに使用される金シアン化カリウムなどの一般的な金のシアン化物塩は、シアン化物と金の両方の含有量によって毒性があります。金シアン化カリウムによる致死的な金中毒のまれなケースがあります。[ 175 ] [ 176 ]金の毒性は、ジメルカプロールなどの薬剤によるキレート療法で軽減できます。
金は2001年にアメリカ接触皮膚炎協会によって年間最優秀アレルゲンに選ばれました。金接触アレルギーは主に女性に影響を与えます。 [ 177 ]それにもかかわらず、金はニッケルなどの金属と比較すると、比較的弱い接触アレルゲンです。[ 178 ]
金採掘溶液からアスペルギルス・ニガー菌のサンプルが発見され、金、銀、銅、鉄、亜鉛などのシアノ金属錯体が含まれていることが判明した。この菌は重金属硫化物の溶解にも関与している。[ 179 ]
しかし、その相対的な希少性ゆえに、特に小額取引においては、通貨としての有用性は低下する。
その相対的な希少性ゆえに通貨としての有用性は低下し、特に小額取引においてはその傾向が顕著である。…しかしながら、希少性そのものが価値の源泉であり、原材料の採掘に伴う困難さもまた価値の源泉となる。特にそれが異国産で、遠くまで運ばなければならない場合はなおさらである。金は地質学的に見て地球上では比較的希少な物質であり、他のほとんどの場所から遠く離れた特定の場所にのみ産出される。
最後に、金の黄色が相対性理論に起因するという説明は、5dバンドの頂上と半充填6sバンドのフェルミ準位との間の相対論的バンド間エネルギー2.4 eVが実験値の2.38 eVに近いのに対し、NRバンド間エネルギーははるかに大きいという結果に基づいています。反射率の比較R/NR計算は存在しないようです。同様に、バルク電子バンド構造と表面プラズモンの正確な役割はまだ解明されていないようです。
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