SIARCZEK SREBRA (AG2S): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE - CHEMIA - 2025

Siarczek srebra jest nieorganicznym związkiem, którego wzór chemiczny jest Ag ₂ S. To składa się z szaro-czarne ciało stałe tworzą kation Ag ⁺ i aniony S ² w stosunku 2: 1. S ^2- jest bardzo podobny do Ag ⁺ , ponieważ oba są miękkimi jonami i potrafią się stabilizować.

Srebrne ozdoby mają tendencję do ciemnienia, tracąc swój charakterystyczny połysk. Zmiana koloru nie jest wynikiem utleniania srebra, ale jego reakcji z siarkowodorem obecnym w środowisku w niskich stężeniach; Może to wynikać z gnicia lub degradacji roślin, zwierząt lub żywności bogatej w siarkę.

Źródło: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, za Wikimedia Commons

H ₂ S, którego cząsteczka zawiera atom siarki, reaguje ze srebrem według następującego równania chemicznego: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Dlatego Ag ₂ S jest odpowiedzialny za czarne warstwy utworzone na srebrze. Jednak w naturze siarczek ten można znaleźć również w minerałach akantytu i argentytu. Te dwa minerały różnią się od wielu innych błyszczącymi czarnymi kryształami, takimi jak ciało stałe na powyższym obrazku.

Ag ₂ S ma struktury polimorficzne, atrakcyjne właściwości elektroniczne i optoelektroniczne, jest półprzewodnikiem i zapowiada się na materiał do produkcji urządzeń fotowoltaicznych, takich jak ogniwa słoneczne.

Struktura

Źródło: CCoil, źródło Wikimedia Commons

Górny obraz przedstawia strukturę krystaliczną siarczku srebra. Niebieskie kulki odpowiadają Ag ⁺ kationów , natomiast żółte kulki odpowiadać S ^2- anionów . Ag ₂ S jest polimorficzny, co oznacza, że ​​może przyjmować różne układy kryształów w określonych warunkach temperaturowych.

W jaki sposób? Przez przejście fazowe. Jony są przestawiane w taki sposób, że wzrost temperatury i wibracje ciała stałego nie zaburzają równowagi przyciągania i odpychania elektrostatycznego. Kiedy tak się dzieje, mówi się, że następuje przejście fazowe, a zatem ciało stałe wykazuje nowe właściwości fizyczne (takie jak połysk i kolor).

Ag ₂ S w normalnych temperaturach (poniżej 179ºC) ma jednoskośną strukturę krystaliczną (α-Ag ₂ S). Oprócz tej fazy stałej istnieją jeszcze dwie inne: bcc (sześcienny pośrodku korpusu) między 179 a 586ºC i fcc (sześcienny wyśrodkowany na powierzchniach) w bardzo wysokich temperaturach (δ-Ag ₂ S).

Minerał argentytu składa się z fazy fcc, znanej również jako β-Ag ₂ S. Po schłodzeniu i przemianie w akantyt, jego cechy strukturalne przeważają łącznie. Dlatego współistnieją obie struktury krystaliczne: jednoskośna i bcc. Stąd pojawiają się czarne bryły o jasnych i ciekawych podtekstach.

Nieruchomości

Waga molekularna

247,80 g / mol

Wygląd

Szarawo czarne kryształy

Zapach

Toaleta.

Temperatura topnienia

836 ° C Wartość ta zgadza się z faktem, że Ag ₂ S jest związkiem o niewielkim charakterze jonowym, dlatego topi się w temperaturach poniżej 1000ºC.

Rozpuszczalność

W wodzie tylko 6,21 ∙ 10 ^-15 g / l w 25 ° C. Oznacza to, że ilość rozpuszczonej czarnej substancji stałej jest pomijalna. Jest to ponownie spowodowane niskim polarnym charakterem wiązania Ag-S, w którym nie ma znaczącej różnicy w elektroujemności między dwoma atomami.

Ponadto Ag ₂ S jest nierozpuszczalny we wszystkich rozpuszczalnikach. Cząsteczka nie może skutecznie oddzielić warstwy krystalicznej w solwatowanej Ag ⁺ i S ^2- jonów.

Struktura

Na obrazie konstrukcji widać również cztery warstwy wiązań S-Ag-S, które przesuwają się jedna na drugiej, gdy ciało stałe poddawane jest ściskaniu. To zachowanie oznacza, że ​​pomimo tego, że jest półprzewodnikiem, jest plastyczny jak wiele metali w temperaturze pokojowej.

Warstwy S-Ag-S pasują prawidłowo ze względu na ich geometrię kątową, która jest postrzegana jako zygzak. Ponieważ występuje siła ściskająca, poruszają się one po osi przemieszczenia, powodując w ten sposób nowe niekowalencyjne interakcje między atomami srebra i siarki.

Współczynnik załamania światła

2.2

Stała dielektryczna

6

Elektroniczny

Ag ₂ S jest półprzewodnikiem amfoterycznym, to znaczy zachowuje się tak, jakby był typu n i typu p. Nie jest również kruchy, dlatego został przebadany pod kątem zastosowania w urządzeniach elektronicznych.

Reakcja redukcji

Ag ₂ S można zredukować do metalicznego srebra przez zanurzenie czarnych kawałków w gorącej wodzie, NaOH, aluminium i soli. Zachodzi następująca reakcja:

3Ag ₂ S (s) + 2Al (s) + 3H ₂ O (l) => 6Ag (s) + 3H ₂ S (aq) + Al ₂ O ₃ (s)

Nomenklatura

Srebro, którego konfiguracja elektronowa wynosi 4d ¹⁰ 5s ¹ , może stracić tylko jeden elektron: jego zewnętrzną orbitalną 5s. Zatem kation Ag ⁺ pozostaje z konfiguracją elektroniczną 4d ¹⁰ . Dlatego ma wyjątkową wartościowość +1, która określa, jak należy nazywać jego związki.

Z drugiej strony, siarka ma konfigurację elektroniczną 3s ² 3p ⁴ i potrzebuje dwóch elektronów do uzupełnienia oktetu walencyjnego. Kiedy pozyskuje te dwa elektrony (ze srebra), przekształca się w anion siarczkowy S ^2- o konfiguracji. Oznacza to, że jest izoelektroniczny w stosunku do argonu gazu szlachetnego.

Dlatego Ag ₂ S należy nazwać zgodnie z następującą nomenklaturą:

Systematyczny

Di- srebra mono siarczku . Tutaj brana jest pod uwagę liczba atomów każdego pierwiastka i są one oznaczone przedrostkami greckich liczników.

Zbiory

Siarczek srebra. Ponieważ ma unikalną wartościowość +1, nie jest określony za pomocą cyfr rzymskich w nawiasach: siarczek srebra (I); co jest niepoprawne.

Tradycyjny

Siarczek ARGENT ico . Ponieważ srebro „działa” z wartościowością +1, do łacińskiej nazwy argentum dodano przyrostek -ico.

Aplikacje

Niektóre z nowatorskich zastosowań Ag ₂ S są następujące:

-Roztwory koloidalne jego nanocząstek (o różnej wielkości) mają działanie przeciwbakteryjne, nie są toksyczne, dzięki czemu mogą być stosowane w medycynie i biologii.

-Jego nanocząsteczki mogą tworzyć tak zwane kropki kwantowe. Pochłaniają i emitują promieniowanie z większą intensywnością niż wiele fluorescencyjnych cząsteczek organicznych, dzięki czemu mogą zastępować je jako markery biologiczne.

-Struktury α-Ag ₂ S sprawiają, że wykazuje on uderzające właściwości elektroniczne do wykorzystania jako ogniwa słoneczne. Stanowi również punkt wyjścia do syntezy nowych materiałów termoelektrycznych i czujników.

Bibliografia

1. Mark Peplow. (17 kwietnia 2018). Półprzewodnikowy siarczek srebra rozciąga się jak metal. Zaczerpnięte z: cen.acs.org
2. Współpraca: Autorzy i redaktorzy tomów III / 17E-17F-41C () Struktura krystaliczna siarczku srebra (Ag2S). W: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (red.) Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I. Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology), tom 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Siarczek srebra. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov i kol. (Lipiec 2016). Nanocząsteczki siarczku srebra Ag ₂ S i roztwory koloidalne: Synteza i właściwości. Zaczerpnięte z: sciencedirect.com
5. Materiały Azo. (2018). Półprzewodniki z siarczku srebra (Ag ₂ S). Zaczerpnięte z: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Perspektywy i wyzwania cienkich warstw siarczku srebra: przegląd. Zakład Nauki o Materiałach i Energii Odnawialnej, Wydział Fizyki Przemysłowej, Uniwersytet Stanowy Ebonyi, Abakaliki, Nigeria.
7. UMassAmherst. (2011). Pokazy wykładowe: czyszczenie zmatowionego srebra. Zaczerpnięte z: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Badanie. (2018). Co to jest siarczek srebra? - Wzór chemiczny i zastosowania. Zaczerpnięte z: study.com